بهینهسازی تولید بیوگاز از ضایعات دامی با استفاده از شبیهسازی فرایند هضم بیهوازی: کاربرد در مزارع و واحدهای دامپروری
موضوع: مدیریت پسماند و بازیافت انرژی در صنایع غذایی و کشاورزی
نویسندگان: رضا عبدی, آرمان جلالی, نازیلا مفخم ظریفی,
کد مقاله: EFAB01583137
نوع ارائه مقاله: پوستر
ارائه دهنده: آرمان جلالی
متن چکیده:مدیریت بهینه ضایعات دامی با هدف کاهش بار آلودگی و تولید همزمان انرژی تجدیدپذیر، یکی از ضرورتهای بخش کشاورزی و دامپروری محسوب میشود. این پژوهش با بهکارگیری رویکرد شبیهسازی پیشرفته، به تحلیل و بهینهسازی فرایند تولید بیوگاز از ضایعات پروتئینی حیوانی پرداخته است. بدین منظور، مدل سینتیکی جامع ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1) در محیط نرمافزار Aspen Plus V11 پیادهسازی شد. شبیهسازی دینامیکی در یک رآکتور کاملاً مخلوطشده (RCSTR) انجام گرفت و تأثیر حیاتی پارامترهای عملیاتی کلیدی شامل دما، زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و هندسه رآکتور بر عملکرد هاضم بررسی شد. مدل با دادههای تجربی منتشرشده اعتبارسنجی گردید و خطای نسبی پیشبینی نرخ تولید متان کمتر از ۱۲٪ بهدست آمد. یافتهها نشان داد که تغییر رژیم دمایی از مزوفیلیک (۳۵ درجه سانتیگراد) به ترموفیلیک (۵۵ درجه سانتیگراد) منجر به افزایش ۶۶ درصدی در نرخ تولید ویژه متان میشود. تحلیل HRT نیز بازه بهینه ۳۰ تا ۳۵ روز را برای این سوبسترا مشخص نمود. مقایسه پیکربندی رآکتورها نشان داد که رآکتور CSTR به دلیل ایجاد محیط یکنواخت، بازدهی معادل ۹۱ درصد بیشتر از رآکتور جریان پیستونی (Plug Flow) دارد. در نهایت، بهینهسازی چندمتغیره منجر به شناسایی نقطه کاری بهینه (دمای ۵۵ درجه سانتیگراد، HRT ۳۰ روز و رآکتور (CSTR) و افزایش ۱۱ درصدی نهایی در پتانسیل تولید بیوگاز گردید. خروجی این تحقیق، یک چارچوب شبیهسازی معتبر و مجموعهای از دستورالعملهای عملیاتی مشخص را برای افزایش بهرهوری هاضمهای بیهوازی در مقیاس مزرعهای ارائه میدهد.
نویسندگان: رضا عبدی, آرمان جلالی, نازیلا مفخم ظریفی,
کد مقاله: EFAB01583137
نوع ارائه مقاله: پوستر
ارائه دهنده: آرمان جلالی
متن چکیده:مدیریت بهینه ضایعات دامی با هدف کاهش بار آلودگی و تولید همزمان انرژی تجدیدپذیر، یکی از ضرورتهای بخش کشاورزی و دامپروری محسوب میشود. این پژوهش با بهکارگیری رویکرد شبیهسازی پیشرفته، به تحلیل و بهینهسازی فرایند تولید بیوگاز از ضایعات پروتئینی حیوانی پرداخته است. بدین منظور، مدل سینتیکی جامع ADM1 (Anaerobic Digestion Model No. 1) در محیط نرمافزار Aspen Plus V11 پیادهسازی شد. شبیهسازی دینامیکی در یک رآکتور کاملاً مخلوطشده (RCSTR) انجام گرفت و تأثیر حیاتی پارامترهای عملیاتی کلیدی شامل دما، زمان ماند هیدرولیکی (HRT) و هندسه رآکتور بر عملکرد هاضم بررسی شد. مدل با دادههای تجربی منتشرشده اعتبارسنجی گردید و خطای نسبی پیشبینی نرخ تولید متان کمتر از ۱۲٪ بهدست آمد. یافتهها نشان داد که تغییر رژیم دمایی از مزوفیلیک (۳۵ درجه سانتیگراد) به ترموفیلیک (۵۵ درجه سانتیگراد) منجر به افزایش ۶۶ درصدی در نرخ تولید ویژه متان میشود. تحلیل HRT نیز بازه بهینه ۳۰ تا ۳۵ روز را برای این سوبسترا مشخص نمود. مقایسه پیکربندی رآکتورها نشان داد که رآکتور CSTR به دلیل ایجاد محیط یکنواخت، بازدهی معادل ۹۱ درصد بیشتر از رآکتور جریان پیستونی (Plug Flow) دارد. در نهایت، بهینهسازی چندمتغیره منجر به شناسایی نقطه کاری بهینه (دمای ۵۵ درجه سانتیگراد، HRT ۳۰ روز و رآکتور (CSTR) و افزایش ۱۱ درصدی نهایی در پتانسیل تولید بیوگاز گردید. خروجی این تحقیق، یک چارچوب شبیهسازی معتبر و مجموعهای از دستورالعملهای عملیاتی مشخص را برای افزایش بهرهوری هاضمهای بیهوازی در مقیاس مزرعهای ارائه میدهد.
در حال حاضر ثبت نظر برای این ارائه محدود میباشد
