بررسی پتانسیل تولید بیوگاز و بیوهیدروژن از ضایعات گیاه پنبه با پیش فراوری قلیایی

سوخت های فسیلی منابع تجدیدناپذیر انرژی هستند و اثرات بسیار بدی بر محیط زیست از قبیل خاک، آب، هوا و شرایط جوی می گذارند. این مشکلات سبب توجه ی جدی کشورها به استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی شده است. یکی از بهترین گزینه ها در این زمینه استفاده از انرژی به دست آمده از منابع زیست توده مانند بیوگاز و بیوهیدروژن است. تولید سالیانه 33 میلیون تن پنبه در جهان (سال 2012) باعث تولید مقادیر زیادی ضایعات از این گیاه می شود. در این پژوهش پتانسیل تولید بیوگاز و بیوهیدروژن از ضایعات گیاه پنبه (ساقه و غوزه ی پنبه) بررسی گردید. به منظور افزایش بازده تولید بیوگاز و بیوهیدروژن، پیش فراوری قلیایی با محلول هیدروکسید سدیم 8% وزنی در دمای صفر و 100 درجه ی سانتیگراد به مدت 10، 30 و 60 دقیقه و با محلول آمونیاک 4 و 8% وزنی در دماهای 40 و 80 درجه ی سانتیگراد و به مدت 6 و 12 ساعت انجام گردید. فرآیند هضم بی هوازی با مخلوط میکروبی به دست آمده از لجن حاصل از تصفیه خانه ی فاضلاب شمال اصفهان در شرایط مزوفیل در دمای 37 درجه ی سانتیگراد انجام شد. قبل از انجام آزمایش های تولید بیوهیدروژن به منظور حذف باکتری های مصرف کننده ی هیدروژن، مخلوط میکروبی به مدت 45 دقیقه و در دمای 85 درجه ی سانتیگراد پیش فراوری گرمایی شد. از نمونه های پیش فراوری شده (به جز غوزه در دوحالت پیش فراوری شده با هیدروکسید سدیم 8% وزنی، صفر درجه سانتیگراد و به مدت 60 دقیقه و پیش فراوری شده با آمونیاک 8% وزنی، 40 درجه سانتیگراد و به مدت 6 ساعت) نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده بیوگاز بیشتری تولید شد. نمونه هایی که بیشترین تولید متان را داشتند برای تولید هیدروژن استفاده شدند. نمونه هایی که بیشترین تولید متان را داشتند برای تولید هیدروژن استفاده شدند. نتایج حاصل از تولید هیدروژن در این تحقیق، تطابق قابل قبولی با معادله گامپرتز که یک مدل سینتیکی برای توصیف تجزیه ی سوبسترا و تولید هیدروژن نسبت به زمان به روش ناپیوسته است، داشت. شاخص کریستالی اندازه گیری شده به روش ftir، برای نمونه های پیش فراوری شده نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده کاهش نشان داد.تصاویر sem نمونه ها نشان داد که میزان تخلخل و سطح در دسترس نمونه های پیش فراوری شده نسبت به نمونه های پیش فراوری نشده افزایش یافته است.