مدلسازی و پیش‌بینی نرخ متان تولیدی راکتورهای ناپیوسته چندمرحله‌ای بی‌هوازی

در این مطالعه، مدلسازی راکتورهای ناپیوسته چندمرحله‌ای بی‌هوازی به منظور پیش بینی نرخ تولید متان از آن‌ها صورت گرفته است. مدلسازی انجام شده بر اساس روند رشد باکتری‌ها و تفاوت در مدل سینتیکی رشد آن‌ها انجام گرفته است. در ابتدا روابط مربوط به غلظت سوبسترا و نرخ حجمی تولید متان برای مدل‌های استفاده شده، به دست آمده و سپس به بررسی رفتار و پیش‌بینی سیستم با استفاده از مدل‌های ساده همچون مدل درجه اول، مدل گرو، مدل مونود پرداخته شده و پس از آن با استفاده از تعمیم روابط مدل‌های رشد، مربوط به مدل مونود و مدل چن- هاشیموتو، بهینه‌سازی و انتخاب بهترین مدل انجام شده است. تعمیم روابط بر اساس اثر غلظت سوبسترا بر روند رشد باکتری‌ها و اثر آن بر نرخ متان تولیدی انجام شده است. داده‌های به دست آمده از مدل‌های ساده 4 گانه با داده‌های حاصل از مدل‌های تعمیم یافته با توان‌های متغیر با استفاده از داده‌های تجربی مقایسه و از طریق تطبیق آن‌ها بهترین مدل‌ها با مناسب‌ترین پارامترها انتخاب شده. در این میان مدل‌های مونود و چن- هاشیموتو با توان یک بهترین تطبیق با داده‌های تجربی را داشته و نسبت به مدل تعمیم یافته خودشان با توان‌های بزرگتر و کوچکتر از یک و همچنین دو مدل درجه اول و گرو، دارای دقت بیشتری برای پیش‌بینی نرخ متان تولیدی بوده‌اند.

Keywords:

بیوگاز , راکتورهای ناپیوسته چندمرحله‌ای بی‌هوازی , نرخ رشد باکتری , نرخ تولید متان