شماره مدرك
21028
شماره راهنما
18043
پديد آورنده
ريحانيفرد، فرزين
عنوان
بررسي پتانسيل توليد بيوگاز از ضايعات نخل خرما با پيشفرآوريهاي مختلف قليايي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي
گرايش طراحي فرآيندهاي جداسازي
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
سيزده، 70ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
بيوگاز , پيشفرآوري قليايي , مواد ليگنوسلولزي , هضم بيهوازي
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/14
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي
دانشكده
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1405/02/19
كد ايرانداك
23217195
چكيده فارسي
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.
چكيده انگليسي
Global energy demand has been growing at an increasing rate since the Industrial Revolution in the 18th century. At the same time, fossil fuel resources are rapidly decreasing, which has led to an increase in the price of energy from fossil fuels. Therefore, one of the most important concerns of industrialized countries is to provide the energy needed for the future. Also, in recent years, the excessive use of fossil fuels has caused climate change, water and soil pollution, and the emission of greenhouse gases such as carbon dioxide and methane into the atmosphere. These problems have caused countries to seek alternative fuels. One of these alternative fuels is biogas, which is obtained from biomass sources. In order to achieve the best biogas production potential and break the regular and dense lignocellulosic structure of palm oil waste, preprocessing should be used. Alkaline preprocessing is one of the most effective methods for preprocessing lignocellulosic materials. This method modifies the structure of lignocellulosic materials by increasing the contact surface, reducing the crystallinity of cellulose, and removing hemicellulose and delignification. The effect of the efficiency of this pretreatment is highly dependent on the conditions of its implementation, such as temperature, concentration, and pretreatment time, as well as the structure of the lignocellulosic material. In this project, the effect of alkaline pretreatment on date palm waste (leaf and trunk mixture) was investigated to improve methane production in the anaerobic digestion process. . Anaerobic digestion was performed using a microbial mixture prepared from the North Isfahan Treatment Plant and the rumen of a cattle from Shahreza Veterinary Hospital. All experiments were performed in 118 ml reactors and in the laboratory phase. Alkaline pretreatment was performed with sodium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide solutions of 8% and 1% by weight at temperatures of 0, 60, and 120 degrees Celsius for one hour, and hot water pretreatment was performed at 100 degrees Celsius for one hour. The best efficiencies in biogas production were obtained from alkaline pretreatment with sodium hydroxide and potassium hydroxide with similar conditions of 8% at 60 °C, respectively, increasing methane production by 70% (208 mL CH4/gr VS) and 66% (203 mL CH4/gr VS), and pretreatment with hot water by 32% (162mL CH4/gr VS). Based on environmental issues and solids recovery rate, pretreatment with potassium hydroxide (8% and 60 °C) was selected as the optimal and best pretreatment, and most of the applied pretreatments yielded acceptable results. Pretreatment with 8% by weight sodium hydroxide solution at 120 °C produced less methane than the unpretreated state, indicating excessive lignocellulose removal, with a recovery rate of 52%.
استاد راهنما
علي اكبر دادخواه
استاد مشاور
حميد زيلوئي
استاد داور
محمد هادي جزيني , اسماعيل مهريار