بررسي سينتيك و مدل سازي فرايند توليد بيوگاز از ضايعات گلاب گيري گل محمدي

Investigating and Modeling the Process of Biogas Production while Utilizing the Wastes of Damask Rose Distillation

هر ساله مقدار زيادي از ضايعات حاصل از گلاب گيري گل محمدي در صنايع گلاب گيري كشور بر جاي مانده و استفاده صنعتي خاصي ندارند. در اين پژوهش فرايند توليد بيوگاز از اين ضايعات مورد بررسي قرار گرفته است. در آزمايش هاي انجام شده ضايعات با كود گاوي به نسبت هاي 95 : 5، 90 : 10، 85 : 15 و 80 : 20 درصد مخلوط گشتند. سپس هر مخلوط را در يك رآكتور ريخته و پس از اضافه نمودن آب و ماده غني از باكتري آن ها را در دو دماي C°35 و C°45 به مدت 30 روز نگهداري نموده تا مورد هضم باكتري هاي مولد متان قرار گيرند. فرايند توليد تجمعي بيوگاز در قالب يك طرح كامل فاكتوريل با سه تكرار انجام و به كمك سه مدل گومپرتز، لاجستيك و ريچاردز با استفاده از نرم افزار MATLAB مدل سازي شد. نتايج آزمايش ها نشان داد كه بيشترين توليد تجمعي بيوگاز به مقدار ( (m3.kgVS-1 4268/0 ، بيشترين درصد متان به ميزان 72% و بيشترين درصد كاهش ماده آلي فرار به ميزان 81% مربوط به تيمار C°45 با نسبت تركيبي 80% با گاس و %20 كود بود. در مجموع، تيمارهاي داراي درصدهاي كود بيشتر (15% و 20%)، به طوري معني داري زودتر به نقطه بيشينه توليد روزانه خود رسيدند. كيفيت برازش مدل ها در داده هاي آزمايشگاهي با مقايسه دو شاخص R2 و RMSE و بررسي منحني هاي برازش شده صورت گرفت. نتايج نشان دادند كه دو مدل گومپرتز و لاجستيك براي توجيه فرايند توليد بيوگاز از اين ضايعات مناسب تر هستند.

To study the potential of production of biogas, utilizing the wastes of rose distillation process, the wastes were mixed with cow manure at manure proportions of 5, 10, 15 and 20% and in temperatures at two levels of 35 and 45 °C. The treatments were carried out using a 2×4 factorial design (?=0.05). The volumes of produced gas and generated methane were recorded daily and modeled as functions of time, using three mathematical models; namely: Gompertz, Logistic and Richards. The experimental results indicated that the treatment with 20% cow manure and at 45?C yielded the maximum cumulative gas production equal to 0.4268 m3/ (kg VS), while containing 72% methane. The mass reduction of available volatile compounds in this treatment was 81%. In general, the treatments mixed with higher proportions of cow manure reached their maximum level of daily gas productions in shorter periods of time. The results of mathematical modeling of the process indicated that Gompertz and Logistic models better fitted the experimental data with an R2 of over 94%.