طرحریزی، ساخت و ارزیابی سامانه تک واحدی رآکتور آزمایشگاهی هضم بیهوازی
/عیسی موسی زاده
: کشاورزی
، ۱۳۹۶
، افشاری
چاپی
کارشناسی ارشد
مهندسی مکانیک
۱۳۹۶/۰۶/۱۳
تبریز
بیوگاز به عنوان یک منبع انرژی تجدید پذیر، امروزه در سامانههای مختلف ازجمله تولید حرارت، توان و حرارت و سوخت خودروها بکار برده میشود .مواد آلی، منبع تولید بیوگاز است که طی فرآیندی بیهوازی از تخمیر مواد آلی تجزیهپذیر نظیر زیستتوده ، کود حیوانی، فاضلاب و پسماندهای شهری تولید میگردد .برای این منظور سامانه آزمایشگاهی نیمه اتوماتیک تولید بیوگاز به حجم ۱ لیتر در مقیاس آزمایشگاهی به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص فرآیند تولید بیوگاز، در گروه مهندسی بیوسیستم طرحصریزی، ساخت و ارزیابی شد .در این سامانه از رآکتور کروی ۱ لیتری که دریچهصهایی به منظور قرار گرفتن حسگرها) دما،pH) ، خروج گاز، همزنی و کنترل pH که بر روی آن طرحریزی شده بود، استفاده گردید .همزن مورد استفاده در این تحقیق از نوع مکانیکی بوده و دارای قابلیت کنترل تغییرات دور و تغییر جهت چرخش همزنی) چپ گرد، راست گرد (میصباشد .همصچنین این سامانه دارای واحد ثبت داده میصباشد که از طریق دو حسگر دما و pH که در رآکتور تعبیه شدهصاند، قادر است شرایط داخل رآکتور را از لحاظ دما و pH در زمانصهای دلخواه و لحظهصای به صورت دیجیتالی اندازه گیری و پایش نمایند .در نهایت عملکرد صحیح قسمتصهای مختلف سامانه آزمایشگاهی، مورد تست و ارزیابی اولیه قرار گرفت و نتایج نشان داد که سامانه طرحصریزی و ساخته شده در وضعیت مناسب و مطلوبی قرار دارد .سامانه آزمایشگاهی ساخته شده با استفاده از موادی مانند :کودگاوی تازه با شکمبه در شرایط کاری نیز به مدت ۲۰ روز مورد ارزیابی قرار گرفت .نتایج بدست آمده پس از ۲۰ روز ارزیابی نشان داد که حجم کل بیوگاز تولیدی در طول این مدت ml۸۲۰ و با میانگین روزانه ml۴۱ میصباشد .شروع شعلهصور شدنصهای بدون ماندگاری از روز ۱۶ مؤید آن شد که سیستم از لحاظ شرایط پایش فرآیند، نرم افزاری، سختصافزاری، کنترل و عملیات همزنی در یک وضعیت مناسبی قرار دارد
Biogas as a renewable energy source is used today in various systems, including the generation of heat, power and heating and fuel for automobiles. Organic matter is the source of biogas produced during an anaerobic process of fermentation of degradable organic matter such as biomass, animal manure, wastewater and urban waste. For this purpose, a semi-automatic laboratory system for producing 1 gallon biogas in a laboratory scale was designed, and evaluated in the Bio System Mechanical Engineering Group to study the biogas production process. In this system, an 1-liter sPHerical reactor was used that accommodates sensors (temperature, PH), gas exhaust, agitator and pH control on it. The agitator used in this research is a mechanical type with the ability to control long-range changes and the direction of rotation of the agitator (left, round, right). The system also has a data unit that, through two temperature and PH sensors embedded in the reactor, is capable of reacting inside the reactor in terms of temperature and pH at arbitrary and instantaneous times. Digitization measure and monitor which was tested and evaluated for the purpose of proper operation of different parts of the laboratory system. The results showed that the design and construction system is in a favorable situation. A laboratory system made using materials such as fresh ruminal cattle under working conditions was evaluated for 20 days. The results obtained after 20 days of evaluation showed that the total volume of biogas produced during this period was 820ml with an average Daily 41ml, with the onset of unstable flares from day 16, confirmed that the system is in a good position in terms of process monitoring, software, and control and operation procedures