غربالگری روش‌های مختلف پیش فرآوری برای تولید بهینه بیومتان از کاه برنج به روش تخمیر خشک

در بین انرژی‌های تجدید پذیر، بیوگاز بعنوان بهترین منبع انرژی مطرح است. امروزه، اغلب کاه برنج در مزارع بدون بازیافت انرژی سوزانده می شود، در صورتی که می تواند با تخمیر مرطوب و یا خشک در واحدهای بیوگاز به تولید انرژی منجر شود. فرآیند خشک مزایای زیادی در مقایسه با فرآیند مرطوب شامل کاهش حجم راکتور، کاهش اجزای متحرک و کاهش مصرف انرژی برای گرمایش را به همراه دارد. بعلاوه فرآیند خشک به طور ویژه هماهنگی بیشتری با ترکیبات لیگنوسلولزی که دارای میزان رطوبت کمتری هستند، دارد. از سوی دیگر با توجه به ساختار پیچیده و مستحکم لیگنوسلولزهای، پیش فرآوری یک مرحله ضروری برای بهبود قابلیت هضم ترکیبات لیگنوسلولزی محسوب می‌شود. طبق دانش ما، تاکنون هیچ مطالعه‌ای بر روی پیش فرآوری ترکیبات لیگنوسلولزی قبل از تخمیر خشک صورت نگرفته است. هدف از انجام این پژوهش در سه گام اصلی خلاصه می‌شود. اول مقایسه‌ قابلیت تولید متان از کاه برنج در فرآیند هضم بی‌هوازی خشک و مرطوب، دوم غربال روش‌های شیمیایی مختلف برای پیش فرآوری کاه برنج به منظور بهبود فرآیند تخمیر خشک و سوم بررسی تأثیر نسبت خوراک به مایع تلقیح و به دست آوردن مقدار بهینه این نسبت در تخمیر خشک و مرطوب برای نمونه‌های خام و پیش فرآوری شده. نتایج نشان داد که حجم نهایی تولید متان به ازای واحد حجم عملیاتی راکتور در روش تخمیر خشک سه برابر بیش از روش مرطوب است. تأثیر پیش فرآوری با اسید فسفریک بسیار چشمگیر بود، به طوری که حجم کل متان پس از 45 روز در نسبت 4F/I= تقریباً 200 درصد بیش از نمونه خام بود. از نتایج حاصل می‌توان نتیجه گیری کرد که در تخمیر خشک در صورتی که خوراک ورودی به راکتور زیاد باشد، برای جلوگیری از توقف عملیات، پیش فرآوری با اسید فسفریک می‌تواند یک گزینه مناسب برای جلوگیری از توقف فرآیند و عملکرد بهینه فرآیند تخمیر باشد.

Keywords:

بیوگاز , تخمیر خشک , پیش فرآوری شیمیایی , کاه برنج