mahmood mahmoodi-eshkaftaki
-
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 -
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 -
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
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.