در این تحقیق از ضایعات گندم، برنج و ذرت دانه‌ای به عنوان بستر تولید بیوگاز استفاده شد. با توجه به بالا بودن میزان لیگنین در هر سه بستر (> 9/9) و به منظور افزایش تجزیه‌پذیری این بسترها، قبل از شروع فرایند هضم آنزیمی از پیش تیمار آلتراسونیک با توان w150 در min15 استفاده شد. بعضی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی شامل ذرات جامد و فرار و حجم لیگنین، سلولز و همی‌سلولز قبل و بعد از هضم مواد اندازه‌گیری شد و بعلاوه ترکیبات بیوگاز تولیدی شامل هیدروژن، متان، سولفید هیدروژن و منواکسید کربن در حین هضم اندازه‌گیری 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 می‌دهد و موجب کاهش حجم این ساختارها در ماده اولیه نسبت به بستر می‌شود. 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)، همی‌سلولز (%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 حالی‌‌که تولید سایر ترکیبات بیوگاز افزایش داشت. یکی از دلایل آن مصرف شدن هیدروژن تولید شده در مرحله‌های هیدرولیز، اسیدسازی و استات‌سازی در مراحل الکل‌سازی و متان‌سازی بود.