بررسي پتانسيل توليد بيوگاز از ضايعات نخل خرما با پيش‌فرآوري‌هاي مختلف قليايي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

مطالبهي جهاني انرژي از زمان انقلاب صنعتي در قرن هجدهم تاكنون همچنان با سرعت فزاينده‌اي رو به رشد بوده است. اين در حالي است كه منابع فسيلي سوخت به سرعت در حال كاهش بوده كه اين امر منجر به افزايش قيمت انرژي حاصل از سوخت‌هاي فسيلي مي‌شود. بنابراين، يكي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي كشورهاي صنعتي، تأمين انرژي مورد نياز براي زمان آينده مي‌باشد. همچنين در سال‌هاي اخير استفاده بي‌رويه از سوخت‌هاي فسيلي سبب بوجود آمدن تغييرات آب وهوايي، آلودگي آب، خاك و انتشار گازهاي گلخانه‌اي ازجمله كربن‌دي‌اكسيد و متان در جو شده است. اين مشكلات موجب شده است كشورها در پي يافتن سوخت‌هاي جايگزين باشند. يكي از اين سوخت‌هاي جايگزين بيوگاز است كه از منابع زيست‌توده بدست مي‌آيد. به منظور دستيابي به بهترين پتانسيل توليد بيوگاز و شكستن ساختار ليگنوسلولزي منظم و متراكم ضايعات نخل خرما ، بايد از پيش‌فرآوري استفاده شود. پيش‌فرآوري قليايي يكي از مؤثرترين روش‌ها براي پيش‌فرآوري مواد ليگنوسلولزي مي‌باشد. اين روش با افزايش سطح تماس، كاهش درجه‌كريستالي سلولز و نيز حذف همي‌سلولز و ليگنين‌زدايي ساختار مواد ليگنوسلولزي را اصلاح مي‌كند. تأثير بازدهي اين پيش‌فرآوري به شدت به شرايط انجام آن مانند دما، غلظت و زمان پيش‌فرآوري و همچنين ساختار ماده ليگنوسلولزي وابسته است. در اين پروژه تأثير پيش‌فرآوري قليايي بر روي ضايعات نخل خرما (مخلوط برگ و تنه) جهت بهبود توليد متان در فرايند هضم بي‌هوازي بررسي شد. . هضم بي‌هوازي به وسيله مخلوط ميكروبي كه از تصفيه‌خانه شمال اصفهان و شكمبه گاو دامپزشكي شهرضا تهيه شده بود، انجام گرفت. تمامي آزمايش‌ها در راكتورهاي 118 ميلي‌ليتري و در فاز آزمايشگاهي انجام گرفت پيش‌فرآوري قليايي با محلول هيدروكسيد سديم ، هيدروكسيد پتاسيم و هيدروكسيد كلسيم 8% و1% وزني/وزني در دماي صفر و 60و 120 درجه‌ي سانتيگراد به مدت يك ساعت و پيش فرآوري آب داغ در دماي 100 درجه سانتيگراد به مدت يك ساعت انجام گرديد. بهترين راندمان ها در توليد بيوگاز از پيش‌فرآوري قليايي با هيدروكسيد سديم و هيدروكسيد پتاسيم با شرايط مشابه 8٪وزني/وزني در دماي 60 درجه سانتيگراد بترتيب توليد متان را 70درصد (208 mL CH4/gr VS)و 66درصد (203 mL CH4/gr VS) و پيش فرآوري با آب داغ 32 درصد (mL CH4/gr VS 162) افزايش داد و بنا به مسايل محيط زيستي و ميزان بازيابي جامدات پيش فرآوري با پتاسيم هيدروكسيد(8% و دماي 60 درجه سانتيگراد) بهترين پيش فرآوري انتخاب شد واغلب پيش‌فرآوري‌هاي اعمال شده، نتايج قابل قبولي بدست آمد. پيش فرآوري با محلول هيدروكسيد سديم 8٪ وزني در دماي 120 درجه سانتيگراد كمتراندازه حالت پيش فرآري نشده متان توليد كرد كه نشان دهنده توليد مواد بازدارنده و از بين بردن بيش از حد ليگنوسلولز ها است كه درصد بازيابي آن 52 درصد است.

237314

گرايش طراحي فرآيندهاي جداسازي

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان