پديد آورنده :
رسائيان، ندا
عنوان :
پيش فرآوري هاي مختلف براي بهبود توليد بيوگاز و بيوهيدروژن از قسمت هاي مختلف درخت سرو
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پانزده، 116ص.: مصور، نمودار، جدول
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد مشاور :
صفورا ميرمحمدصادقي
توصيفگر ها :
بيوگاز , بيوهيدروژن , هضم بي هوازي , تخمير تاريك , پيش فرآوري , ضايعات ليگنوسلولزي
استاد داور :
حميد زيلويي، محمدهادي جزيني
تاريخ ورود اطلاعات :
1399/10/10
رشته تحصيلي :
مهندسي شيمي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1399/10/17
چكيده فارسي :
چكيده امروزه استفاده از سوختهاي فسيلي و افزايش انتشار گازهاي گلخانهاي و آلودگي هوا موجب به وجود آمدن مشكالت زيست محيطي و بحران انرژي شده است و از طرفي تجمع زبالههاي ليگنوسلولزي يكي از مشكالت جامعهي انساني تلقي مي شود از اين رو سوخت زيستي به دليل در دسترس بودن و تنوع مواد اوليه جايگزين اميد بخشي براي منابع انرژي كنوني شده است در اين پژوهش از قسمتهاي مختلف درخت سرو شامل برگ تنه سرشاخه پوسته ميوه و مخلوط آنها به عنوان ماده ليگنوسلولزي و خوراك اوليه براي توليد بيوگاز به روش هضم بي هوازي و توليد بيوهيدروژن به روش تخمير تاريك استفاده شد سپس بهينه نتايج از تخمير تاريك براي توليد بيوگاز به روش هضم بي هوازي استفاده شد همچنين تاثير سه نوع پيش فرآوري اسيد فسفريك 58 اسيد سولفوريك 5 1 درصد وزني وزني و اتانول با كاتاليست اسيدي 9 درصد سولفوريك اسيد در دماهاي 55 149 و 159 درجه سانتيگراد و در زمانهاي 15 5 و 19 دقيقه انجام گرفت فاز جامد و مايع حاصل از پيش فرآوري براي هضم بي هوازي و تخمير تاريك در شرايط مزوفيلي در دماي 79 درجه ساتيگراد مورد استفاده قرار گرفت آناليز دادهها حاكي از آن است كه بيشترين بيومتان توليدي از تمامي سوبستراهاي جامد حاصل از پيش فرآوري ها مربوط به پيش فرآوري اسيد فسفريك غليظ با مقدار 959 ميلي ليتر مربوط به برگ 679ميلي ليتر و براي تنه 659 ميلي ليتر براي سرشاخه 469 ميلي ليتر براي پوسته 689 ميلي ليتر براي ميوه و 459 ميلي ليتر براي مخلوط سوبستراها به ازاي هر گرم جامد فرار هر نمونه به دست آمده است مقادير به دست آمده از جامدات حاصل از پيش فرآوري با اسيد فسفريك نسبت به حالت خام بدون پيش فرآوري براي برگ تنه سرشاخه پوسته ميوه و مخلوط به ترتيب 94 55 99 67 98 و 25 افزايش داشته است بيشترين مقدار متان توليدي براي مايعات حاصل از پيش فرآوري براي برگ تنه و سرشاخه مربوط به پيش فرآوري حالل آلي با مقدار 979 819 999 ميلي ليتر به ازاي هر گرم جامد فرار از سوبسترا و براي پوسته ميوه و مخلوط سوبستراها مربوط به پيش فرآوري اسيد سولفوريك با مقدار 899 759 و18 ميلي ليتر به ازاي هر گرم جامد فرار به دست آمده است آناليز دادههاي هيدروژن توليدي نشان داد كه بيشترين مقدار هيدروژن براي جامدات حاصل از پيش فرآوري براي برگ سرشاخه و مخلوط سوبستراها با استفاده از پيش فرآوري اسيد فسفريك به دست آمده كه مقدار آنها به ترتيب 29 99 94 2 و 92 6 ميلي ليتر به ازاي هرگرم جامد فرار و براي تنه و ميوهي سرو مربوط به پيش فرآوري با اسيد سولفوريك مقدار89 4 و 99 ميلي ليتر به ازاي هرگرم جامد فرار براي پوستهي سرو مربوط به پيش فرآوري حالل آلي با مقدار59 4 ميلي ليتر به ازاي هرگرم جامد فرار به دست آمده است براي تمامي مايعات حاصل از پيش فرآوري بيشترين مقدار هيدروژن با استفاده از پيش فرآوري اسيد سولفوريك به دست آمده است نتايج بهينه از تخمير تاريك به سمت هضم بي هوازي براي توليد بيومتان هدايت شد بيشترين مقدار بيوگاز توليدي به ازاي هر كيلوگرم از سوبستراها براي تمامي نمونهها از پيش فرآوري فسفريك اسيد غليظ به دست آمد كه بيشترين مقدار 4 مترمكعب به ازاي هركيلوگرم از سوبستراي ميوه سرو به دست آمده است همچنين بيشترين مقدار بيوهيدروژن توليدي به ازاي هر كيلوگرم از سوبستراها نيز از پيش فرآوري فسفريك اسيد غليظ به دست آمده كه بيشترين مقدار 9 9 مترمكعب به ازاي هر كيلوگرم از مخلوط سوبستراها حاصل شده است كلمات كليدي بيوگاز بيوهيدروژن هضم بي هوازي تخمير تاريك پيش فرآوري ضايعات ليگنوسلولزي
چكيده انگليسي :
Different pretreatments for improvement of biogas and biohydrogen production from different parts of spruce tree Neda Rasaeian n rasaeyan@ce iut ac ir 19 September 2020 Department of Chemical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84154 83111 IranDegree M ScSupervisor Keikhosro Karimi karimi@cc iut ac irAbstractExtensive use of fossil fuels huge emission of greenhouse gas and air pollution have led to environmental andenergy concerns Also the accumulation of lignocellulosic waste is becoming a major problem for humansociety Biofuels are considered as a promising alternative to the current energy resources owing to availabilityand variety of raw biomass resources In this study different parts of spruce tree including leaves trunk twigs bark fruit and their mixtures were utilized as lignocellulosic feedstock for biogas production by anaerobicdigestion and for biohydrogen production by dark fermentation method Then the residue of dark fermentationat the optimum condition was used to produce biogas by anaerobic digestion In this study three types ofpretreatments were run at 55 140 and 150 C for 50 5 and 30 minutes using 85 phosphoric acid 0 5 w w sulfuric acid and 1 w w sulfuric acid catalyzed ethanol organosolv respectively The solid and liquidphases obtained after the pretreatments were used for anaerobic digestion and dark fermentation undermesophilic conditions Data analysis showed that the highest biomethane production was obtained from thesolids pretreated with concentrated phosphoric acid which were 252 ml for leaf 176 ml for trunk 156 ml forbranch 164 ml for bark 186 ml for fruit and 254 ml for mixed substrates per gram of volatile solid The valuesobtained from the solids pretreated with phosphoric acid for leaves trunk branch bark fruit and the mixtureshowed an increase by 42 55 22 76 82 and 59 respectively compared to the untreated samples The highest amounts of methane production from pretreatment liquids for leaves trunk and branch was relatedto organosolv pretreatment which were 272 208 and 123 ml per gram of volatile solid and for bark fruit and the mixed substrates were related to sulfuric acid pretreatment which were 138 257 and 80 ml per gramof volatile solid respectively The highest amounts of biohydrogen production were obtained from phosphoricacid pretreatment which were 32 39 9 42 and 6 92 ml per gram of volatile solid for leaves twigs and themixture of substrates respectively The highest amount of hydrogen production was 4 18 and 13 ml per gramvolatile solid for the trunk and fruit of spruce after sulfuric acid pretreatment and was 4 15 ml per gram volatilesolid for organosolv pretreated spruce bark For the pretreatment liquids the highest amount of hydrogen wasobtained after sulfuric acid pretreatment For all samples the highest amount of biogas production from thedark fermentation residues was obtained after concentrated phosphoric acid pretreatment which was about 4m3 per kg of spruce fruit at the optimum conditions Also the highest amount of biohydrogen production perkg of substrates was achieved after concentrated phosphoric acid pretreatment which was 1 3 m3 per kilogramof the mixed substrates Keywords biogas biohydrogen anaerobic digestion dark fermentation pretreatment lignocellulosic waste spruce wood
استاد راهنما :
كيخسرو كريمي
استاد مشاور :
صفورا ميرمحمدصادقي
استاد داور :
حميد زيلويي، محمدهادي جزيني
