محمود محمودی اشکفتکی
-
در این تحقیق از ضایعات گندم، برنج و ذرت دانه ای به عنوان بستر تولید بیوگاز استفاده شد. با توجه به بالا بودن میزان لیگنین در هر سه بستر (> 9/9) و به منظور افزایش تجزیه پذیری این بسترها، قبل از شروع فرایند هضم آنزیمی از پیش تیمار آلتراسونیک با توان w150 در min15 استفاده شد. بعضی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی شامل ذرات جامد و فرار و حجم لیگنین، سلولز و همی سلولز قبل و بعد از هضم مواد اندازه گیری شد و بعلاوه ترکیبات بیوگاز تولیدی شامل هیدروژن، متان، سولفید هیدروژن و منواکسید کربن در حین هضم اندازه گیری شدند. مسیرهای متابولیک تبدیل گلوکز به عنوان ماده اصلی تشکیل دهنده هر سه بقایای گیاهی به بیوگاز جهت تعیین عوامل اثرگذار بر ترکیبات بیوگاز مطالعه شد. نتایج نشان داد استفاده از پیش تیمار آلتراسونیک در هر سه نوع ضایعات، شکست ساختارهای لیگنینی را افزایش می دهد و موجب کاهش حجم این ساختارها در ماده اولیه نسبت به بستر می شود. مقدار ذرات جامد و فرار ماده اولیه حاصل از بستر ضایعات گندم به ترتیب %1/35 و %3/95 بود که بیشتر از مقادیر مربوط به دو بستر دیگر بود. بیشترین مقادیر کاهش ذرات جامد (%6/19)، ذرات فرار (%18)، سلولز (%6/12)، همی سلولز (%4/4) و لیگنین (%6/3) مربوط به ماده اولیه حاصل از ضایعات گندم بود. آنالیز ترکیبات بیوگاز نشان داد بیشترین تولید بیوهیدروژن با بستر گندم بوجود آمد (ppm 18000)، اما میزان تولید بیومتان آن نسبت به بسترهای دیگر کمتر بود. بیشترین میزان تولید بیوهیدروژن در هر سه بستر پس از هفت روز بدست آمد که مربوط به مرحله اسیدسازی بوتیرات بود. با افزایش زمان هضم، تولید هیدروژن کاهش یافت در حالی که تولید سایر ترکیبات بیوگاز افزایش داشت. یکی از دلایل آن مصرف شدن هیدروژن تولید شده در مرحله های هیدرولیز، اسیدسازی و استات سازی در مراحل الکل سازی و متان سازی بود.
کلید واژگان: بیوهیدروژن, ضایعات لیگنوسلولزی, روابط استوکیومتری, مسیرهای متابولیک, ویژگی های فیزیکی و شیمیایی, هضم بی هوازیIn this research, wheat, rice, and corn residue were used as a substrate for biogas production. Due to the high amount of lignin in all three substrates (> 9.9) and in order to increase the degradability of these substrates, an ultrasonic pretreatment with a power of 150 w at 15 min was used prior to initiating enzymatic digestion process. Some physical and chemical properties including solid and volatile particles and contents of lignin, cellulose and hemicellulose were measured before and after digesting the substances; and in addition, the biogas compounds including hydrogen, methane, hydrogen sulfide and carbon monoxide was measured during digestion. The metabolic pathways of converting glucose as the main constituent of all three waste types into biogas were studied to determine the factors affecting biogas compounds. The results showed that use of ultrasonic pretreatment in all three wastes increased the breakdown of lignin structures, which decreased the content of these structures in the feedstock compared to the substrate. The amount of solid and volatile particles of the feedstock obtained from the substrate of wheat residue was 35.1% and 95.3%, respectively, which was more than that of the other substrates. The highest amounts of reduction of solid particles (19.6%), volatile particles (18%), cellulose (12.6%), hemicellulose (4.4%) and lignin (3.6%) were related to the feedstock obtained from wheat residue. Analyses of biogas compounds showed that the highest biohydrogen production obtained for wheat substrate (ppm 18000), but its biomethane production was lower than the other substrates. The highest amounts of biohydrogen production of all the substrates occurred after seven days, which was related to the butyrate acidification stage. With increasing digestion time, hydrogen production decreased while the other biogas compounds increased. One of the probable reasons was the consumption of hydrogen produced in the stages of hydrolysis, acidification and acetate formation in the stages of alcoholization and methanation. The highest amount of hydrogen production was related to the stage of butyrate formation and then acetate formation. The higher production of biohydrogen by wheat residue is most likely due to its high volume of volatile, hydrocarbon and hemicellulose compounds. While the low production of hydrogen by corn residue was due to driving the reactions towards the production of ethanol and consuming hydrogen.
Keywords: Anaerobic Digestion, Biohydrogen, Lignocellulosic Wastes, Metabolic Pathways, Physical, Chemical Properties, Sociometry Relations -
در بین فعالیت های کشاورزی، کار و رانندگی با تراکتورهای کشاورزی در شرایط باز محیطی بسیار سخت بوده و باعث ایجاد خستگی و فرسودگی های خاص خود می شود. هدف مطالعه حاضر، بررسی سطح رضایت شغلی و سلامت روان رانندگان تراکتورهای کشاورزی به همراه میزان امیدواری ایشان در شرایط آب و هوایی گرم جهرم بود. رانندگان تراکتور منطقه جهرم فارس جامعه آماری را تشکیل دادند که از بین آنها تعداد 115 نفر به عنوان نمونه آماری انتخاب شدند. اطلاعات از طریق پرسش نامه های مختلف سنجش مقیاس رضایت شغلی، سلامت روان و میزان امیدواری جمع آوری شد. برای تحلیل داده ها از نرم افزار 18/ SPSS و آزمون u من ویتنی استفاده شد (05/0 =α). نتایج نشان داد که اکثر شاخص های امیدواری، سلامت روان و رضایت شغلی در بین افراد میانسال (50-35 سال) از وضعیت بهتری نسبت به افراد جوان و مسن برخوردار است. یکی از دلایل این امر می تواند وجود درآمد بیشتر در بین این افراد باشد. تحلیل رگرسیون نشان داد که درآمد با رضایت شغلی بخصوص در بین گروه جوان رابطه مثبت و معناداری دارد. در بین گروه های سنی مختلف و همچنین سوابق کاری مختلف تفاوت معناداری در میزان امیدواری و رضایت شغلی مشاهده شد (05/0 > p)؛ اما بین رانندگان تراکتور در مقیاس سلامت روان هیچگونه تفاوتی وجود نداشته و تمامی گروه ها در وضعیت سالم هستند (05/0 < p). با توجه به سطح مناسب امیدواری و سلامت روان رانندگان بایستی از طریق افزایش سطح درآمد به افزایش رضایتمندی شغلی آنها کمک گردد.
کلید واژگان: سلامت روان, سطح درآمد, رانندگان تراکتور, رضایت شغلیAmong agricultural activities, working and driving with farm tractors in open weather is very hard and lead to fatigue and especial burnout. The objective of this study was to evaluate the job satisfaction and mental health of farm tractor drivers besides their hope in different weather conditions of Fars province. From tractor drivers in the central region of Fars, 115tractor drivers were selected as the statistical sample. The required information was gathered via different questionnaires related to job satisfaction, mental health, and hope. To analyze the data, we used SPSS/18 and Mann-Whitney U test (α= 0.05). The results showed that the indicators of hope, mental health and job satisfaction of medium age people were higher than those of in young and older people. One of the reasons for this result is that medium age people had a higher range of income. The regression analysis showed a positive and significant relationship between income and job satisfaction for young people. There were significant differences in the hope and job satisfaction between different ages and working experiences (P<0.05), but there was no difference in the mental health of a different group of drivers (P>0.05). Considering the drivers' suitable level of hope and mental health, their job satisfaction should be improved by increasing income levels.
Keywords: Income level, Job satisfaction, Mental health, Tractors drivers -
بعضی از بیماری های لوبیا به ریشه گیاه حمله می کنند و باعث زرد شدن ساقه و برگ های پایینی و سرانجام خشک شدن گیاه می شوند. از این رو مطالعه بر روی ریشه این گیاه بسیار با اهمیت است. اما مطالعه بلادرنگ ریشه، بدون استفاده از روش های هوشمند قابل انجام نخواهد بود. بنابراین در این تحقیق یک الگوریتم پردازش تصویر مرکب با استفاده از قطعه بندی تصاویر و ادغام مناطق به کمک الگوریتم ژنتیک توسعه داده شد. از ریشه ها در مراحل مختلف رشد و بسترهای مختلف پیت و پرلیت، خاک رس و ترکیب این مواد تصویربرداری شد. نتایج تشخیص و شناسایی ریشه در طی رشد با استفاده از الگوریتم پردازش تصویر مرکب نشان داد: (1) بستر پیت و پرلیت تنها بستری بودند که روند رشد ریشه، با استفاده از الگوریتم پردازش تصویر، از روز دوم کشت قابل تشخیص بود. (2) پارامترهای آماری محاسبه شده بین ریشه شناسایی شده با استفاده از الگوریتم مذکور و اندازه گیری شده بصورت دستی، دقت بالای الگوریتم را نشان داد (13/0> NRMSE و 99/0< R2). د ر ضمن نتایج نشان داد، ریشه های با حجم بزرگتر از cm368/208 یا ریشه های با طول و عرض بیشتر از cm07/2 و cm 77/0 توسط الگوریتم پردازش تصویر قابل شناسایی بودند. مدل سازی پارامترهای رشد حجمی، طولی و عرضی ریشه نشان داد، تغییرات حجم و عرض ریشه نسبت به زمان رابطه نمایی و رشد طولی ریشه رابطه توانی با زمان کشت دارد. دقت مدل های ایجاد شده در تخمین حجم ریشه، رشد طولی و عرضی ریشه بسیار مناسب بود، به طوری که R2 ، R2 تعدیل شده و RMSE بین داده های مشاهده شده و تخمین زده شده برای رشد حجمی ریشه به ترتیب برابر 925/0، 902/0 و 57/45، برای رشد طولی ریشه برابر 944/0، 934/0 و 37/1 و برای رشد عرضی ریشه برابر 946/0، 937/0 و 96/0 به دست آمدند.کلید واژگان: ادغام مناطق, الگوریتم ژنتیک, پردازش تصویر, رشد ریشه, مدلسازی
-
مدل سازی ویژگی های بستر و ترکیبات بیوگاز برای استفاده از تلفن های هوشمند در مدیریت تولید بیوگاز
با افزایش جمعیت و سطح رفاه جامعه، مقدار استفاده از منابع غذایی (گیاهی و جانوری) افزایش یافته و ضایعات بیشتر شده، بنابراین تولید سوخت های تجدیدپذیر از قبیل بیوگاز در جهان افزایش یافته است. تولید بیوگاز و کیفیت آن تحت تاثیر ویژگی های مختلف ماده آبکی و ترکیبات بیوگاز است و مدیریت این عوامل با استفاده از رایانه و به کمک الگوریتم های پیچیده انجام می گیرد که هزینه بر بوده و نیاز به آموزش های تخصصی دارد. بنابراین در این تحقیق اپلیکیشن BioOptim تحت پلتفرم اندروید، با زبان برنامه نویسی Java و توسط IDE 64 بیتی مناسب پیاده سازی شد. برای این منظور، ویژگی مختلف ماده آبکی و بیوگاز حاصل از ترکیب نسبت های مختلف ضایعات مرکبات و کود حیوانی (0-100%) با پیش تیمارهای NaOH و H2O2 (0-3%) اندازه گیری شدند. این پارامترها با استفاده از مدل های رگرسیونی چند متغیره مدلسازی و در اپلیکیشن BioOptim پیاده سازی شدند. نتایج ارزیابی اپلیکیشن نشان داد مقدار NRMSE مربوط به ویژگی های C، N، C/N، TS، VS، Ca، pH، P2O5، K2O، CH4، CO و CO2 کمتر از 0/45 بود و مقدار ENS، d، R2 و IR2 این پارامترها به ترتیب بیشتر از 0/859، 0/95، 0/34 و 0/87 بودند. دقت اپلیکیشن BioOptim تنها در تعیین دو پارامتر BOD و H2S ضعیف بود.
کلید واژگان: اپلیکیشن اندروید, ترکیبات بیوگاز, جاوا, مدلسازی, ویژگی های پیش موادModeling of Substrate Characteristics and Biogas Compounds for using Smart phones in Biogas Production ManagementWith the increase of population and the level of welfare of the society, the amount of food resources (plant and animal) has increased, and thus, their wastes increase; therefore, the production of renewable fuels like biogas has increased. Biogas production and its quality are influenced by different slurry characteristics and biogas compounds, and their management is done using a computer with the help of complex algorithms, which are costly and require specialized training. For this purpose, a BioOptim application under the Android platform using Java programming language and 64-bit IDE was implemented with a high accuracy. For this purpose, some slurry characteristics and biogas compounds produced with co-digestion of different mixtures of citrous wastes and cow manure (0‒100%) pretreated with different amounts of NaOH and H2O2 (0‒3%) were studied. The measured parameters were modeled using multivariable regression models and used to imply in the BioOptim application. The evaluation results of the application showed that NRMSE of the parameters of C, N, C/N, Ca, TS, VS, K2O, P2O5, pH, CH4, CO2, and CO was lower than 0.45. For these parameters, the statistical quantities of ENS, d, R2, and IR2 were higher than 0.85, 0.95, 0.34, and 0.87, respectively. As found, the BioOptim application was only weak in determining parameter of H2S and BOD.
Keywords: Android application, Biogas compounds, Java, Modeling, Substrate characteristics -
توسعه روش های جدید برای تخمین حجم و وزن تخم بلدرچین با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و شبکه عصبی
تخم بلدرچین، ماده غذایی غنی از انواع ویتامینها است که قادر بوده مواد رادیواکتیو را از بدن دفع نماید و باعث دفع فلزات سنگین و مواد سرطانزا از ارگانیسم فرد شود. جهت مکانیزهکردن مراحل آمادهسازی آن باید بتوان پارامترهای کیفی آنرا با استفاده از تکنیکهای کامپیوتری مدلسازی نمود. بنابراین در این تحقیق با استفاده از تکنیکهای پردازش تصویر خواص فیزیکی تخم بلدرچین استخراج شد، سپس حجم تخمها با لایه بندی و دوران حول محور اصلی تعیین شد. در ضمن جهت تعیین وزن تخمها یک مدل رگرسیونی چند متغیره و یک مدل عصبی ایجاد شد. نتایج حاصل از مدلها و روشهای پیشنهادی در این تحقیق با مقادیر واقعی و مدلهای موجود (مدل Hoyt) مقایسه شد. در پایان تاثیر سن، تغذیه و نور محیط مادرها بر روی پارامترهای کیفی تخم بررسی شد. با مقایسه حجم واقعی تخمها و مدل Hoyt، دقت 97% و با حجم محاسبه شده بروش تقسیم لایهای تخم، دقت 100% حاصل شد که اهمیت روش تقسیم لایهای تخم را بخوبی نشان میدهد. با مقایسه مقادیر واقعی وزن تخمها با مدل Hoyt، دقت 83% ، با مدل چند متغیره، دقت 90% و با مدل عصبی، دقت 95% حاصل شد. مدل عصبی نه تنها دقت بهتری نشان داد بلکه اثر زمان تخمگذاری را هم در تخمین در نظر میگرفت که بسیار حایز اهمیت است. از مقایسه نتایج پرورش بلدرچینها مشخص شد، سن بلدرچین مادر در زمان تخمگذاری بر پارامترهای کیفی تخم موثر است و تخم بلدرچینهای جوانتر شکل کرویتری دارند که ممکن است از گسترش نیافتن رحم مادرها باشد. همچنین مشخص شد نحوه قرارگرفتن قفس مادرها از لحاظ دریافت نور، غذا و آب مناسب بر کیفیت تخمها موثر است. بطوریکه تخم مادرهایی که در بالاترین قفسها قرار داشته و دارای نور و غذای بهتری بودند دارای افزایش ابعاد و وزن معنیداری بودند. این نتایج بخوبی نشان می دهد که ادغام تکنیک های پردازش تصویر و شبکه عصبی می تواند به مکانیزه کردن مراحل فراوری و آماده سازی تخم بلدرچین کمک کند.
کلید واژگان: پردازش تصویر, تغذیه مادر, حجم تخم, سن مادر, شبکه عصبی, وزن تخمThe quail egg is a without cholesterol food and riches of different vitamins. This food expunges the radioactive particle and the carcinogen of human’s body. For mechanizing its preparation process, the quality parameters should be modeled with computer techniques. Therefore in this research, the image processing technique was used to determine the physical properties of quail egg, then egg volume was calculated by slicing each egg and rotating the slices around its main axis. Furthermore to determine the egg weight, a regression multi-variable model and a neural network model were developed. The results of suggested methods and models in this research were compared with real values and previous methods (Hoyt model). Finally, the influence of nutrition, ventilation and female quail age on quality parameters of eggs was determined. By comparing the real volume of eggs with the Hoyt model, accuracy was 97% and with the slices-rotation method, accuracy was 100% which well shows the importance of slices-rotation method. By comparing the real weight of eggs with the Hoyt model, accuracy was 83%, with the regression multi-variable model, accuracy was 90%, and with the neural network model, accuracy was 95%. The neural network model not only presented the egg weight with high accuracy but also considered the effect of laying time which is very important for the egg weight estimation. After comparing the results, it was shown that the nutrition, ventilation and female quail age influence egg quality. The eggs of younger females were limited to spherical geometry that may be due to the mother's womb not being expanded. Furthermore, the female quails in topper cages which had better nutrition and ventilation showed more weighting and sizing. These results show that coupled the image processing and artificial neural network techniques can help very well to mechanize the preparation process of quail egg.
Keywords: Egg volume, egg weight, female age, female nutrition, image processing, neural network -
تراکتورها از جمله اجزای جداناپذیر فعالیت کشاورزی بوده و در هنگام خرابی مطلوب است که در حداقل زمان ممکن تعمیر شده و به کار خود ادامه دهند. با برقراری یک برنامه موثر نگهداری و تعمیرات (نت) ، میزان هزینه های سرویس و نگهداری و میزان توقف ماشین به میزان قابل قبولی کاهش می یابد. در این پژوهش در گام نخست توابع عمر و تعمیر یک واحد ارائه خدمات مکانیزه که در این پژوهش با عنوان سیستم نام برده می شود شامل دو تراکتور مسی فرگوسن 285، دو تراکتور مسی فرگوسن 399 و دو تراکتور نیوهلند 155 برآورد گردید. سپس تعمیرپذیری و قابلیت اطمینان تراکتور ها بررسی شد. سپس با بهره گیری از تئوری صف واحد نگهداری-تعمیرات مناسب با وضعیت کار تراکتور ها پیشنهاد گردید. در واقع در این پژوهش برای اولین بار در بخش ماشین های کشاورزی یک منطقه از ایران با ترکیب استفاده از توابع عمر و تعمیر تراکتورها و تئوری صف، ظرفیت نت مناسب تخمین زده می شود تا تراکتورها با تحمل کمترین زمان رکود به فعالیت خود ادامه دهند. نتایج بهترین تابع عمر را تابع پواسون و بهترین تابع تعمیرات را نمایی منفی نشان داد. در طول عمر 6700 ساعت کار، تعمیرات اضطراری تراکتور نیوهلند 155 نسبت به تراکتور مسی فرگوسن 285 در حدود 180 ساعت بیشتر بوده است. قابلیت اطمینان سیستم با حداقل سه تراکتور سالم در زمان 30 ساعت 80% برآورد گردید. با استفاده از تئوری صف ظرفیت تعمیر 4 /0 تراکتور در هر شیفت کاری پیشنهاد شد.کلید واژگان: تعمیرپذیری, قابلیت اطمینان سیستم, تعمیرات پیشگیرانه, زمان انتظارFarm tractors are an unavoidable part of agricultural activity and it is desired that when failures accoured, the tractors get prepared at a minimum time and back to the farms. With an effective maintenance program, the costs of maintenance and machine downtime reduce at an acceptable value. In the current study, the life and maintenance distribution functions of a mechanized system including two MF285, two MF399 and two NewHolland 155 tractors were assessed. The maintainability of tractors and system reliability were analyzed in the next steps. Finally, a suitable maintenance system was proposed based on the queuing theory. Indeed, in the current study by combination of life and maintenance distribution functions and queuing theory, the capacity of a suitable maintenance system was estimated such that tractors with minimum downtime work continuously. The results showed Poisson function suitable for life and Exponential function suitable for maintenance. The two NewHolland 155 tractors consume around 180 hour more time for emergency maintenances compared to two MF285 tractors in around 6700 hour life duration. The reliability of the system was 80% during 30 working hours with three available tractors. The suitable maintenance capacity was proposed around 0.4 maintenance per working shift.Keywords: maintainability., system reliability, preventive maintenance, waiting time
-
در این تحقیق میزان درصد متان تولیدشده در بیوگاز تولیدی برای ترکیبات کود گاوی، پسماند آشپزخانه و فاضلاب شهری، اندازه گیری شد. از عوامل موثر بر میزان متان تولیدی، ترکیبات فرار شامل ذرات فرار و معلق، شرایط محیطی شامل دما، pH، EC و عناصر موجود در ترکیبات شامل کربن، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و سولفات اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد میزان متان تولید شده در سطح 5 درصد با ذرات فرار و معلق همبستگی دارد. درضمن در حین هضم مواد pH ثابت باقی ماند و موجب افزایش تولید متان شد. علاوهبر این، نتایج حاکی از آن بود که تیمارهای دارای مقادیر بیشتر فاضلاب شهری، مقادیر بیشتری ذرات فرار و معلق دارند و تیمارهای دارای مقادیر بیشتری کود گاوی، نسبت کربن به نیتروژن بیشتری داشتند. در این تحقیق متان تولیدی برحسب روابط مختلف از ذرات فرار و معلق مدل سازی شد. نتایج نشان داد بهترین مدل های خام ارائه شده برای کلیه پارامترها معادلات درجه دو و سه بود. ضرایب مدل ها و بازه تغییرات آن ها با نرمال سازی داده های مربوط به ذرات فرار و معلق محاسبه شد. بهترین مدل به دست آمده بین متان تولیدی و تفاضل ذرات فرار و معلق قبل و بعد از هضم بود.کلید واژگان: تخمیر بی هوازی, ترکیب مواد, ذرات فرار, ذرات معلق جامد, متانIntroductionAs reported by Sabetghadam (2005), 53.4, 36.3, 1.1, 8.9, and 0.2% of total energy consumption in Iran consisted of oil products, natural gas, coal, electricity energy, and modern energy sources, respectively. The modern energies included solar, biomass, wind and nuclear. The energy mix has been evolving towards clean energies. From 19662005, the contribution of natural gas increased from 1.3% to 36.3% and the contribution of electricity was doubled from 4.1% to 8.9%. The share of oil products in domestic consumption has dropped from 84.3% to 53.4%.
Iran has abundant renewable energy resources, including solar energy, wind power, geothermal energy, and biomass, as well as the ability to manufacture the relatively labor-intensive systems that harness these. By developing such energy sources developing countries can reduce their dependence on oil and natural gas, creating energy portfolios that are less vulnerable to price rises. In many circumstances, these investments can be less expensive than fossil fuel energy systems. Over the past ten years some researches on solar and biomass energy have resulted in development and the establishment of a few small- and medium-scale electricity generation plants, powered via solar and biomass energy. There has also been the development of digesters to increase biogas production. Renewable energy is new to Iran and there is a long way to go. Except for the few afore mentioned projects, small-scale technologies to bring power to remote villages have a better chance of being adopted than those implemented at the national level.Materials And MethodsIn this research the amount of generated methane (methane content of biogas %) from co-digestion of municipal sewage, kitchen waste, and cow dung was measured in 7 different combinations (treatment). Two important parameters affecting methane production such as volatile solid (VS) and total solid (TS) were measured according to Method 1684 and CEN/TS 15148. Furthermore some environmental conditions such as temperature, pH, EC and some of the most important elements of desired substrate such as amount of C, N, P, K, and SO42- were determined. pH using pH-meter and EC using EC-meter, C using titration method according to Rongping et al. (2010) and N using Kjeldahl apparatus, P using Spectrophotometer, K using Flame photometer, and SO42- using weighting were determined according to Standard Method for the Examination of Water and Wastewater.
Methane (CH4) was determined using a multi-function gas detector brand GMI Ltd model GT-42. Its detection ranges were 010000 ppm (parts per million), 0100 % LEL (lower explosive limit), and 0100 % VOL (volume) in temperature limit -2050 °C and 095% R.H (relative humidity).Results And DiscussionThe mean amount of methane contents of biogas during the co-digestion of the substrates for all 7 treatments reported in table 1 were 4363.25, 875.13, 169.13, 3424.38, 2911.88, 2714.38, and 193.5 ppm, respectively. Methane contents obtained from municipal waste was the highest among the substrates and after that the combination of 1:1:1 of the substrates was more than the others. The methane content was low in the first seven days of digestion, and thereafter rapidly increased over 85% within 22 days. Totally the highest methane contents of treatments were during 3035 days of digestion which was agreed with other researches. This can be shown in Fig. 5 that the highest methane content was 10000 ppm and appertain to treatment 1.
The results showed that TS and VS of kitchen waste were lower than the other substrates. These findings agreed with Chen et al. (2010) researches in which had been reported the commercial kitchen waste has lower TS and VS contents, possibly because the commercial kitchen waste stream contains food with higher moisture contents such as fruits. Furthermore it can be shown that after digestion, the amount of TS of municipal waste, cow manure, and kitchen waste decreased 46, 57, and 46% respectively, while amount of VS of these substrates decreased 82, 92, and 85%, respectively. The results were similar to Chen et al. (2010) results. They reported that between 58 and 99% of the VS were degraded to methane and carbon dioxide under most feed concentrations. The obtained methane significantly correlated with VS, TS at level of 5 %. The pH of the substrate nearly was constant during the digestion. The results showed that the treatments with more municipal waste had more VS and TS while the treatments with more cow dung had more C/N.
Some mathematical models were made between the properties and generated methane. The best empirical model which can estimate amount of generated methane using the properties was a polynomial function. The function coefficients were determined for each parameter by normalizing them. Finally the results show that the model made using difference of VS and TS before and after of digestion had the most accuracy among the models (R2=0.897, RMSE=630, SSE=4.76e).ConclusionsThe results of conducted methane fermentation study on physico-chemical properties of substrates including municipal waste, kitchen waste and cow dung reviled that VS, TS, C/N, P, K, and SO42- affect biogas and methane production. However the correlation between methane contents with VS and TS was more than the other properties and the methane estimation models made using the VS and TS was more accurate than the other models.Keywords: Anaerobic digestion, Material combination, Methane, Total solid, Volatile solid -
هدف از این تحقیق مطالعه اثر سرعت همزن بر ترکیبات بیوگاز تولیدی در یک دستگاه بیوگاز نیمه صنعتی می باشد. برای این منظور از ماده آبکی حاصل از ترکیب 41% کود گاو، 56% فاضلاب شهر و 3% ضایعات آشپزخانه همراه با افزایش %38/2 NaOH و %75/3 H2O2 به عنوان پیش تیمار شیمیایی بیوگاز تولیدشد. سپس، اثر دور همزن بر کیفیت مخلوط کردن ماده آبکی به جمعیت میکروب های بی هوازی و بعضی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی ماده آبکی ربط داده شد. نتایج نشان داد که با افزایش دور همزن از rpm60 به rpm100، مقدار متان و منواکسید کربن تولیدی به ترتیب حدود %6/6 و %7/71 افزایش یافت و مقدار سولفید هیدروژن و اکسیژن نیز به ترتیب %4 و %5/5 کاهش یافت. این امر ناشی از کاهش بیشتر نیاز شیمیایی اکسیژن محلول و ذرات فرار کل ماده آبکی در دور rpm100 نسبت به rpm60 به ترتیب به مقدار %6/3 و %9/3 می باشد که خود به خاطر افزایش جمعیت میکروب های بی هوازی به مقدار %7/3 می باشد. علاوه بر این، روند کاملا مشابهی بین تولید متان و جمعیت باکتری های بی هوازی ماده آبکی به دست آمد که مشابه روند کاهش نیاز شیمیایی اکسیژن محلول و ذرات فرار کل بود.کلید واژگان: هضم بی هوازی, ویژگی های فیزیکی و شیمیایی, جمعیت میکروبی, ترکیبات بیوگاز, همزنThe goal of the present study was to study the effect of mixer speed on biogas compounds produced from semi-industrial biogas plant. The biogas was produced with slurry made by combination of 41% cow manure, 56% municipal waste and 3% kitchen waste with adding 2.38% NaOH and 3.75% H2O2 as the chemical pretreatment. Then, the effect of mixer rotation speed on mixing quality of the slurry was linked to the anaerobic microbial communities and some of physical and chemical parameters of the slurry. The results showed that by increasing the rotation speed from 60rpm to 100rpm, the amounts of CH4 and CO within the biogas compound increased by 6.6% and 71.7%, and the amounts of H2S and O2 decreased by 4% and 5.5%, respectively. This was due to decrease in the chemical oxygen demand (COD) and total volatile solids (TVS) of the slurry by 3.6% and 3.9%, respectively because of an increase in the anaerobic microbial communities by 3.7%. Furthermore, the same trend existed between the CH4 and anaerobic microbial communities of the slurry that was similar to the COD and TVS decreasing trends.Keywords: Physical, chemical parameters, biogas compounds, anaerobic digestion, microbial community, mixer
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.