عنوان

بهینه‌سازی استحصال بیوگاز از ترکیب بقایای ساقه کلزا و کود گاوی

‭۱۷۲۳۲پ‬

per

بهینه‌سازی استحصال بیوگاز از ترکیب بقایای ساقه کلزا و کود گاوی

/محمود صفری

: کشاورزی

، ‮‭۱۳۹۵‬

چاپی

دکتری

مکانیزاسیون کشاورزی

‮‭۱۳۹۵/۱۲/۲۵‬

دانشگاه تبریز

هدف از این تحقیق، تعیین پتانسیل تولید بیوگاز توسط بقایای ساقه کلزا در ترکیب با کود گاوی، اثرات راه‌انداز و تعیین اثر متغیرهایی نظیر درصد راه‌انداز، میزان مواد جامد خشک، درجه حرارت و میزان هم زدن هر یک در سه سطح به منظور استحصال بیوگاز بود .برای این منظور، سه آزمایش انجام شد در آزمایش اول، پتانسیل تولید بیوگاز از بقایای کلزا تعیین و با بقایای گندم مقایسه شد در آزمایش دوم، اثرات راه‌انداز) محتویات شکمبه (مورد بررسی قرار گرفت و در آزمایش سوم، میزان استحصال بیوگاز بهینه گردید .به منظور بهینه‌سازی از روش پاسخ سطح و طرح آماری‮‭behnkon - Box‬استفاده گردید .پس از طراحی و ساخت راکتورها به همراه سامانه اندازه‌گیر کمیت و کیفیت گاز و سامانه حمام آب گرم و اعمال پیش تیمار مکانیکی- حرارتی، ‮‭۲۹‬ آزمایش انجام شد، سپس مدل آماری، برازش و اثرات مستقل و متقابل متغیرها، مورد آنالیز قرار گرفت .مؤثر بودن هریک از متغیرها بررسی و نمودار مقادیر مورد انتظار با مقادیر واقعی و منحنی‌های تراز و سه بعدی مربوطه به‌منظور تعیین نقاط بهینه ترسیم گردید .نتایج نشان داد که پتانسیل استحصال متان از ترکیب بقایای کلزا و کود گاوی‮‭۱VS ۴/۳۱۱ - L.kg‬است .محتویات شکمبه در ترکیب با بقایای کلزا و کود گاوی، میزان تولید متان را افزایش نداد ولی زمان‌ماند را به یک‌سوم کاهش داد .میزان پتانسیل کود گاوی در تولید متان‮‭۱VS۵/۱۱۶ - L.kg‬بود .در مدل برازش شده، متغیر پاسخ متان به‌صورت تابع درجه دوم از متغیرهای درجه حرارت، درصد ماده جامد خشک، میزان راه‌انداز و هم زدن برازش گردید که ضریب تبیین پیش‌بینی‌شده مدل ‮‭۴۲/۹۹‬ درصد بود .متغیر درجه حرارت بیشترین اثر را در مدل نشان داد .شرایط بهینه ترمو فیلیک در درجه حرارت‮‭۴۹/۵۲‬ ، میزان هم زدن ‮‭۳‬ دقیقه و ‮‭۷‬ ثانیه در روز، میزان ماده جامد خشک ‮‭۰۲/۷‬ درصد از حجم کاری خوراک داخل رآکتور و راه‌انداز ‮‭۱۷/۲۲‬ درصد از ماده جامد خشک حاصل گردید که میزان تولید متان در این شرایط‮‭۱VS ۶۳/۴۰۳ - L.kg‬بود .شرایط بهینه مزوفیلیک در درجه حرارت‮‭۳۶/۴۰‬ ، میزان هم زدن ‮‭۳‬ دقیقه و ‮‭۳۴‬ ثانیه در روز، میزان ماده جامد خشک ‮‭۴۱/۷‬ درصد و ‮‭۲۶/۲۶‬ درصد از ماده جامد خشک برای راه‌انداز حاصل گردید که میزان تولید متان در این شرایط‮‭۱VS۷۴/۳۷۶ - L.kg‬بود .این نتایج نشان داد که در شرایط بهینه ترموفیلیک، میزان تولید متان از شرایط مزوفیلیک ‮‭۷/۶‬ درصد بیشتر است

The aim of this study was to determine biogas potential process from combination of canola residues with cattle manure and to optimize digestion process. Effects of inoculum, total solids percentage (TS), temperature (psychrophilic, mosophilic and thermophilic conditions) and stirring time (duration) in three levels were survived. So, three experiments were conducted. In the first test, biogas production from cattle manure with canola residues and its comparison with other residues (wheat) was determined. In the second test, inoculum effects on the biogas production was studied and the third test biogas production from canola residues, cattle manure and inoculum was optimized. In order to optimize, the response surface methodology (RSM) and Box-behnken statistical design was used. After thermo-mechanical pretreatment actions, 29 tests were performed. Then statistical model and main and interaction effects were determined. The plots of expected and real values, counter and 3D plots were drawn. Results showed; methane production potential of canola residues and cattle manure was 311.4 L.kg-1VS. Rumen content as inoculum didnt increase biogas production but retention time reduced. The potential of cattle manure was 116.5 L.kg-1VS for methane production. Methane production was a function of temperature, Total Solids, Inoculum percentage and stirring time per day in predicted model. The temperature variable had the greatest effect in the model. The optimum thermophilic conditions in anaerobic digestion were 52.49 temperature, 3 minutes and 7 seconds per day of stirring, 7.02 TS of substrate working volume and 22.17 inoculum (22.17 TS) which resulted in a methane yield of 403.63 L.kg-1VS. The optimal mesophilic conditions were: Stirring time 3 minutes and 34 seconds per day, 7.41 of TS of substrate working volume, 26.26 inoculum (26.26 TS) and temperature at 40.36 C. The maximum value for methane production was at 376.76 L.kg-1VS. The results showed that both the mosophilic and thermophilic conditions were suitable in terms of methane production but thermophilce condition had 6.7 more than mesophilic condition

صفری، محمود

عبدی، رضا، استاد راهنما

عدل، مهرداد، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی