افزایش بازده تولید اتانول و متان توسط پسماند مایع نیروگاه تولید بیوگاز
در دهه‌های اخیر تولید سوخت‌های زیستی، افزایش بازده و هم‌چنین بهبود فرایند آن‌ها، توجه دانشمندان و پژوهشگران فراوانی را به خود جلب کرده است. در این حوزه، برخی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی اصفهان موفق شدند از پسماند مایع فرایند هضم تولید بیوگاز در پیش‌تیمار ساقه‌های برنج جهت بهبود تولید سوخت زیستی استفاده نمایند.
امروزه، تأمین انرژی و آلودگی محیط زیست، دو نگرانی مهم از جوامع انسانی در سراسر جهان است. تولید سوخت‌های زیستی تجدید پذیر یکی از راه‌حل‌های این معضل می‌باشد. یکی از روش‌های تولید سوخت زیستی، استفاده از ضایعات لیگنوسلولزی به عنوان ماده اولیه است. به دلیل ساختار مواد لیگنوسلولزی و افزایش بازده فرایند، پیش‌تیمار این مواد جزو مراحل اصلی تولید سوخت محسوب می‌شود.
باقی‌مانده فرایند تولید بیوگاز به دوفاز جامد و مایع تقسیم می‌شود. فاز مایع به عنوان کودهای شیمیایی با ارزش پایین در مزارع استفاده می‌شود و یا در برخی موارد به فرایند هضم بی‌هوازی بازگردانده می‌شود. با این حال، حمل ونقل کود مایع بسیار دشوار است و در اغلب موارد استفاده از آن بدون انجام فرایندهای ثانویه موجب بسیاری از خطرات زیست محیطی مانند آلودگی نیتروژنی می‌شود. با توجه به مواد اولیه و شرایط فرایند بیوگاز، ترکیب این مایع متفاوت است. با این حال، حضور برخی از عناصر مانند نیتروژن، فسفر، سولفور و … موجب کاربردهای متعدد این مایع می‌شود.
در این پژوهش که نتایج آن در قالب یک مقاله علمی بین‌المللی منتشر شده است، آقای دکتر کریمی و همکارانش موفق شدند از جریان خروجی فرایند هضم تولید بیوگاز در پیش‌تیمار کاه برنج به منظور افزایش بازده تولید اتانول و متان به عنوان سوخت زیستی، استفاده نمایند.
در این پژوهش، پیش‌تیمار کاه برنج در شرایط دمایی ۱۳۰، ۱۶۰ و ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد و مدت زمان ۳۰ و ۶۰ دقیقه انجام شده است. در مرحله بعد، مواد پیش‌تیمار شده در فرایندهای هیدرولیز آنزیمی، ساکاریفیکاسیون، هضم بی‌هوازی مایع (L-AD) و هضم بی‌هوازی خشک (D-AD) تخمیر جهت تولید سوخت زیستی استفاده شده‌اند. بیشترین افزایش در عملکرد هیدرولیز و اتانول به ترتیب ۱۰۰ و ۱۲۵ درصد بود که در دمای ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد و مدت زمان ۶۰ دقیقه به دست آمد. هم‌چنین بهترین بازده تولید متان از طریق دو فرایند L-AD و D-AD به ترتیب افزایش ۲۴ و ۲۶ درصدی بوده است که در دمای ۱۹۰ درجه سانتی‌گراد و مدت زمان ۳۰ دقیقه به دست آمده است.
در این مطالعه برای بررسی تأثیر اجزای موجود در جریان پسماند مایع فرایند هضم تولید بیوگاز و مقایسه نتایج، آب نیز در شرایط مشابه به عنوان ماده مورد استفاده در پیش‌تیمار مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، پیش‌تیمار با آب اثر چشمگیری بر افزایش بازده تولید متان نداشت و تأثیر آن بر تولید اتانول کم بوده است.
