پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

پیش‌بینی تولید بیواتانول از ترکیبات لیگنوسلولزی در راکتور بی هوازی با همزن پنوماتیکی-مکانیکی توسط شبکه عصبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سیده هدی یوسفیان 1
رحیم ابراهیمی
بهرام حسین زاده سامانی 2
علی ملکی 3
1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.
2 دانشیار/ دانشگاه شهرکرد
3 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم
10.22034/jrmam.2022.13904.592
چکیده
در این تحقیق یک هاضم بی‌هوازی با همزن پنوماتیکی جهت تخمیر ترکیبات لیگنوسلولزی کاه گندم و برنج طراحی گردیده است و با هاضم با همزن مکانیکی مقایسه گردید. پیش‌تیمار فراصوت در زمان 30 دقیقه، غلظت اسید 905/1 %v/v و بار باگاس 6% انجام شد. سپس هیدرولیز اسیدی در زمان 45 دقیقه، غلظت اسید 04/2 %v/v و دمای 4/148 درجه سلسیوس انجام شد. در ادامه زیست‌توده جهت تخمیر در دو هاضم پنوماتیکی و مکانیکی ریخته شد و طی 20 روز فرآیند تخمیر صورت گرفت و توالی نمونه برداری هر 5 روز بود. بر اساس نتایج، هاضم پنوماتیکی توانست به میزان 66/38 درصد نسبت به هاضم با همزن مکانیکی، بیواتانول بیشتری تولید کند. همچنین ترکیبات H2S، CO و O2 نیز در طی تخمیر اندازه‌گیری شد. در هاضم پنوماتیکی میزان تولید H2S و O2 نسبت به مخزن با همزن همکانیکی کمتر بود اما میزان تولید CO در مخزن هاضم پنوماتیکی به طور نامحسوسی بیشتر بود. همچنین توسط شبکه عصبی نیز میزان ترکیبات ایجاد شده در تخمیر طی 50 روز تخمیر بررسی شد و با نتایج واقعی مقایسه گردید. با توجه به نتایج، می‌توان به خوبی توسط شبکه عصبی روند تغییرات ترکیبات تخمیر را پیش‌بینی نمود و تصمیم قطعی جهت تخمیر ترکیبات کاه و گندم و برنج گرفت. در نهایت با کمک سامانه هاضم پنوماتیکی می‌توان میزان ترکیبات مضر تولید شده در طی فرآیند را کنترل کرد و میزان تولید بیواتانول را افزایش داد.
کلیدواژه‌ها
بیواتانول
پنوماتیک
تخمیر
هاضم
همزن