بهبود راندمان تولید هیدروژن از کاه برنج با پیش فرآوری ترکیبی شیمیایی

پایان نامه
چکیده

لیگنوسلولزها، بیوپلیمرهایی ارزان و قابل دسترس در جهان می باشند که به عنوان مهمترین منبع تولید انرژی طی فرآیندهای بیولوژیکی مورد توجه قرار گرفته اند. کاه برنج یکی از فراوان ترین لیگنوسلولزهای بازمانده از محصولات کشاورزی در جهان و به خصوص کشورهای آسیایی می باشد. مشکل استفاده از کاه برنج، همانند سایر لیگنوسلولزها، استحکام و مقاومت بالای آن در برابر حملات آنزیمی و باکتریایی می باشد که جهت رفع آن می بایست تحت عملیات پیش فرآوری قرار گیرد. در این تحقیق، پتانسیل کاه برنج به عنوان سوبسترایی ارزان، فراوان و قابل دسترس جهت تولید هیدروژن طی فرآیند هضم بی هوازی به کمک لجن فاضلاب شهری به عنوان مایع تلقیح، بررسی گردید. پیش فرآوری لجن بی هوازی به روش شوک گرمایی، در دمای c?85 به مدت 45 دقیقه، برای افزایش تولید هیدروژن با غیرفعال نمودن باکتری های غیراسپورزای مصرف کننده ی هیدروژن و انتخاب گونه های اسپورزای مولد هیدروژن انجام گرفت. آزمایشات در مقیاس آزمایشگاهی درون رآکتورهایی با حجم 118 میلی لیتر به صورت ناپیوسته انجام شد. عملیات هضم بی هوازی در شرایط دمایی مزوفیل انجام شده و جهت آنالیز گاز تولیدشده از دستگاه کروماتوگرافی گاز استفاده شد. عملیات انجام شده جهت پیش فرآوری کاه برنج، شامل دو مرحله ی شیمیایی به کمک محلول آمونیاک و اسیدفسفریک رقیق در دمای بالا، به منظور افزایش تبدیل بیولوژیکی کاه بود. مرحله ی اول شامل حرارت دادن کاه برنج در محلول آمونیاک 10% (وزنی/وزنی) در مدت زمان 30 و 60 دقیقه در دمای 90، 120 و c?150 جهت حذف لیگنین بوده و تأثیر افزایش زمان بر میزان حذف لیگنین طی پیش فرآوری بازی در سه دمای ذکر شده بررسی شد. بهترین نتیجه در دمای c?120 و مدت زمان پیش فرآوری 60 دقیقه با 1/33% حذف لیگنین مشاهده شد. مرحله ی دوم هیدرولیز همی سلولز و کاهش درجه ی کریستالی سلولز با استفاده از محلول اسیدفسفریک رقیق (5/0% و 3% وزنی/وزنی) در دمای c?121 به مدت 60 دقیقه بود. افزایش غلظت اسید از 5/0% به 3% منجر به افزایش میزان قند در فاز مایع به دست آمده از روش ترکیبی شده، که به عنوان یک منبع کربنی قابل تخمیر برای رشد ابتدایی باکتری ها جهت تولید هیدروژن مناسب بود. نتایج آزمایشات نشان داد که پیش فرآوری ترکیبی نسبت به حالتی که تنها از آمونیاک استفاده شد، به طور موثرتری هضم پذیری کاه برنج را جهت فرآیند هضم بی هوازی افزایش داد. پیش فرآوری تک مرحله ای و ترکیبی بازده ی تولید هیدروژن را به ترتیب 4/52% و 2/82% نسبت به حالت پیش فرآوری نشده افزایش داد. تصویربرداری sem جهت بررسی تغییرات مورفولوژیکی ساختار کاه برنج پیش فرآوری نشده و بهترین نمونه ی پیش فرآوری شده ی بازی و ترکیبی انجام شد. تصاویر به دست آمده نشان دهنده ی ایجاد تغییرات زیاد در دیواره ی سلولی و به هم ریختن ساختار منظم کاه برنج پس از پیش فرآوری بود. هم چنین، آنالیز ftir جهت مشخص نمودن ساختار فیزیکی و تغییرات ایجادشده بر گروه های عاملی کاه برنج پیش فرآوری نشده و نمونه های حاصل از پیش فرآوری موثرتر بازی و ترکیبی انجام گرفت. این آنالیز نشان داد که شاخص کریستالی کاه برنج پیش فرآوری نشده، کاه برنج پیش فرآوری شده ی بازی و پیش فرآوری شده ی ترکیبی به ترتیب برابر 48/0، 42/0 و 40/0 بوده که نشان دهنده ی کاهش این شاخص پس از پیش فرآوری در مقایسه با نمونه ی پیش فرآوری نشده، و در نتیجه افزایش قابلیت دسترسی به سلولز و به تبع آن افزایش هضم پذیری کاه طی فرآیند هضم بی هوازی بود.

۱۵ صفحه ی اول

برای دانلود 15 صفحه اول باید عضویت طلایی داشته باشید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

بهبود تولید بیوگاز از کاه برنج با استفاده از پیش فرآوری قلیایی و بررسی استفاده از بیوراکتور غشایی بی هوازی (an-mbr) در تولید بیوگاز از کاه برنج

کاه برنج ماده ای لیگنوسلولزی و دارای مقدار قابل توجهی از کربوهیدرات ها است که می توان از آن در تولید سوخت های زیستی مانند بیوگاز استفاده کرد. ساختار منظم، میزان بلورینگی بالا، درجه ی پلیمری بالا و وجود لایه های محکم از موادی همچون لیگنین به دور ماکرومولکول های کربوهیدراتی مانع از دسترسی مناسب ریزسازواره ها به این مواد می شود. در این پژوهش از پیش فرآوری های با کربنات سدیم 25/0 و 5/0 مولار، در دم...

15 صفحه اول

بهبود راندمان تولید بیوگاز از گیاه گندم با استفاده از پیش فرآوری شیمیایی

مطالبه ی جهانی انر‍ژی از زمان انقلاب صنعتی در قرن هجدهم تا کنون همچنان با سرعت فزاینده ای رو به رشد بوده است. این در حالی است که منابع فسیلی سوخت به سرعت در حال کاهش بوده که این امر منجر به افزایش قیمت انرژی حاصل از سوخت های فسیلی می شود. بنابراین، یکی از مهمترین دغدغه های کشورهای صنعتی، تامین انرژی مورد نیاز برای زمان آینده می باشد. استفاده از انرژی فسیلی منجر به مشکلات زیست محیطی متعدد برای ا...

پیش فرآوری زیستی کاه برنج جهت تولید اتانول زیستی

قیمت بالای نفت خام و همچنین آلودگی های زیست محیطی حاصل از آن، باعث شده بسیاری از کشورها برای تولید انرژی، منابع تجدیدپذیر مانند زیست توده ها را انتخاب کنند. از جمله سوخت های حاصل از این زیست توده ها اتانول می باشد. زیست توده لیگنوسلولزی (مانند ضایعات کشاورزی) شرایط داشتن یک خوراک مناسب برای تولید سوخت های زیستی را دارد. اجزاء اصلی سازنده لیگنوسلولز شامل سلولز، همی سلولز و لیگنین می باشد. حضور ل...

بهبود تولید اتانول و بیوگاز از کاه گلرنگ با استفاده از فرآوری با سود سوزآور

مقدمه: کاه گلرنگ یکی از ضایعات کشاورزی است که استفادۀ مشخصی از آن نمی‌شود و می‌تواند به‌عنوان منبعی ارزان قیمت برای تولید سوخت‌های زیستی استفاده شود. ‏‏ مواد و روش‏‏ها: به‌منظور بهبود بازده تولید بیوگاز و اتانول، پیش‌فرآوری قلیایی با سود بر کاه گلرنگ انجام گرفت. پیش‌فرآوری با سود 8درصد در دو دمای مختلف (0 و 100 درجۀ سانتیگراد) و زمان‌های 60-10 دقیقه انجام‌گرفت. به‌منظور بررسی اثر پیش‌فرآوری بر ...

متن کامل

پیش فرآوری زیستی کاه و ساقه برنج جهت تولید بیواتانول

در سال های اخیر به دلیل افزایش قیمت جهانی نفت، کشمکش های مستمر در مناطق تامین کننده نفت دنیا و کاهش منابع مربوط به سوخت های فسیلی، تحقیقات و تلاش برای تجاری سازی سوخت های به دست آمده از منابع تجدیدپذیر مانند اتانول، افزایش یافته است. زیست توده لیگنوسلولزی(مانند ضایعات کشاورزی) شرایط داشتن یک خوراک مناسب برای تولید سوخت های زیستی را داراست. اجزاء اصلی سازنده لیگنوسلولز شامل سلولز، همی سلولز و لی...

تاثیر فرآوری های شیمیایی بر ترکیبات شیمیایی و تجزیه پذیریشکمبه ای کاه برنج

در این مطالعه، تأثیر فرآوری­های اوره (5 درصد)، آمونیاک (5/3 درصد)، هیدروکسید سدیم (5 درصد)، هیدروکسید کلسیم (4 درصد)، اسید سولفوریک (5 درصد) و پرکسید هیدروژن (5 درصد) بر pH، محلولیت ماده خشک، الیاف، لیگنین، سیلیکا، ترکیبات فنولیک، ساختار سلولز و همی­سلولز و تجزیه­پذیری ماده خشک و کربوهیدرات­های دیواره سلولی کاه برنج ارزیابی شد. پس از فرآوری، کاه­های برنج در سیلوهای آزمایشگاهی به مدت 1 ماه سیلو ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی شیمی

کلمات کلیدی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023