تحلیل و بررسی توزیع دما در عملیات هضم بی هوازی به منظور بالا بردن بازدهی تولید متان

هضم بی هوازی زباله های زیستی، متداول ترین راه برای تولید گاز زیستی غنی از متان است که دارای پتانسیل بسیار زیادی برای جایگزینی سوخت های فسیلی مورد استفاده در کاربردهای مختلف مانند سوخت در بخش های خانگی، صنعت و حمل نقل می باشد. طراحی و بهینه سازی فرآیندهای هضم بی هوازی برای تولید گاز زیستی از طریق مدل های ریاضی استاندارد، منجر به درک عمیق تر پدیده های بسیار پیچیده سینیتیک های بیوشیمیایی میکروبی و روابط استوکیومتری مرتبط با هضم بی هوازی می شوند. در این پایان نامه یک مدل دو مرحله ای برای هضم بی هوازی در نظر گرفته شده است. مرحله اول تبدیل بستر (گلوکز) به اسید استیک و مرحله دوم تولید متان و دی اکسید کربن از این اسید است. برخی از مهمترین پارامترهایی که بر روی تولید گاز در فرآیند هضم بی هوازی موثرند عبارتند از: دما، ph، ترکیب خوراک ورودی هاضم، و ..... همواره در مسائل مهندسی، بهینه سازی سیستم های تولیدی برای دستیابی به شرایط عملکرد بهینه آنها مد نظر می باشد. لذا مدل توسعه یافته در این پژوهش یک مدل شبیه سازی و یک مدل بهینه سازی است. خوراک ورودی شامل 88 درصد لجن و 12 درصد فاضلاب است. حالت مطلوب برای هضم بی هوازی، تولید متان حداکثر است. این پژوهش به بررسی و محاسبه دما، ph و میزان بارگذاری بهینه برای بالا بردن تولید متان در هاضم ناپیوسته پرداخته است. بهینه سازی توسط الگوریتم ژنتیک انجام شده است. در این تحقیق به منظور غلبه بر کاستی های مدل های قبلی، موازنه انرژی نیز به مجموعه معادلات حاکم اضافه گردیده است. مقادیر بهینه دما، ph و میزان رقیق سازی بهینه به ترتیب برابر 30 درجه سانتیگراد، 6/2059 و 0/3551 به دست آمد. همچنین موازنه انرژی نشان داد که سیستم نیازمند 50 وات انرژی است.