عملکرد رأکتور و ارزیابی اقتصادی هضم بی هوازی چندخوراکه در شرایط مختلف
فرایند هضم بی‌هوازی (AD) برای تصفیه پسماندهای کشاورزی، مواد غذایی، لجن فاضلاب‌ها و تبدیل مواد آلی به گاز زیستی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گروهی از دانشمندان چینی و آمریکایی، با استفاده از فرایند هضم بی‌هوازی چندخوراکه؛ پسماند گوجه، کود صنایع لبنی و ساقه ذرت را با نسبت‌های مختلف و در شرایط حالت مایع، نیمه‌جامد و جامد مورد ارزیابی قرار دادند.
پسماندهای آلی مانند کود و ضایعات دام و بقایای محصولات کشاورزی و گیاهی از بزرگترین جریان‌های پسماند است که مدیریت نادرست این زباله‌ها به عنوان یکی از علل مهم در مسائل زیست‌محیطی در سطح جهانی (تغییرات اقلیمی و تخلیه ازن) و منطقه‌ای (اسیدی شدن خاک، اتروفیکیشن آبزیان و تشکیل ذرات جامد) شناخته می‌شود. این زیست‌توده‌ها به عنوان یک منبع در فرایند هضم بی‌هوازی برای تولید گاز زیستی (به عنوان سوخت خودرو، تولید برق و گرما) می‌تواند استفاده شود. علاوه بر این، مواد مغذی موجود در این مواد پس از انجام فرایند هضم، می‌تواند به عنوان کود آلی استفاده شود.
با توجه به خوراک ورودی به فرایند، هضم بی‌هوازی به چند دسته تقسیم می‌شود که عبارت‌اند از: هضم بی‌هوازی مایع با میزان جامد کلی کمتر از ۱۰ درصد، هضم بی‌هوازی نیمه‌جامد با میزان جامد کلی بین ۱۰ تا ۱۵ درصد و هضم بی‌هوازی حالت جامد با میزان جامد کلی بیش از ۱۵ درصد. هر کدام از این فرایندها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند که در شرایط مقتضی هر کدام قابل استفاده می‌باشند.
آقای Yangyang Li و همکارانش در این پژوهش که نتایج آن در قالب یک مقاله علمی بین‌المللی منتشر گردیده است، با استفاده از فرایند هضم بی‌هوازی چندخوراکه؛ پسماند گوجه، کود صنایع لبنی و ساقه ذرت را با نسبت‌های مختلف ۲۰:۴۸:۳۲، ۴۰:۳۶:۲۴ و ۶۰:۲۴:۱۶ (به صورت جامد فرار) و در حالت هضم بی‌هوازی مایع (L-AD)، هضم بی‌هوازی نیمه‌جامد (HSSAD) و هضم بی‌هوازی حالت جامد (SS-AD) مورد بررسی و ارزیابی قرار داده‌اند.
بالاترین میزان متان تولید شده (۳۵۳/۵ L/kg-VSadded) و میزان تولید متان حجمی (۲۴/۵ مترمکعب رأکتور/ مترمکعب متان) با حضور ۲۰ درصدی پسماند گوجه فرنگی، به ترتیب در شرایط L-AD و HSS-AD به دست آمده است. افزایش درصد پسماند گوجه فرنگی سبب کاهش بیشتر چربی‌ها می‌شود، اما تجزیه پروتئین‌ها را کاهش می‌دهد. به صورت کلی، نسبت مخلوط خوراک و مواد جامد بر تخریب پروتئین‌ها و لیپیدها در طول فرایند هضم تأثیرگذار بوده است اما تأثیری بر تخریب سلولز و همی‌سلولز نداشته است.
نتایج تجزیه و تحلیل اقتصادی نشان می‌دهد که هزینه‌های ثابت و نیروی کار بر سرمایه‌گذاری کل تأثیر منفی دارد. به صورت کلی فرایند هضم بی‌هوازی حالت جامد (SS-AD) در نسبت ۲۰:۴۸:۳۲ دارای بالاترین ارزش خالص فعلی (۲.۶ میلیون دلار آمریکا) است و هم‌چنین دارای کوتاه‌ترین دوره بازپرداخت می‌باشد که نشان می‌دهد فرایند SS-AD از نظر مالی بهینه و جذاب است.
