بررسی اثر پیش تیمارهای ترموشیمیایی NaOH، H۲O۲ و H۲SO۴ و زمان فرایند بر روی تخریب ساختاری ضایعات صنوبر در تولید بیوگاز

بین انرژیهای تجدیدپذیر، استفاده از انرژی زیست توده به عنوان چهارمین منبع بزرگ انرژی در دنیا، علاوه بر تامین انرژی و کاهش میزان گازهای گلخانه ای، سبب مدیریت بهینه پسماندها نیز میشود. مواد لیگنوسلولزی موجود در پسماندهای کشاورزی و جنگلی به دلیل عدم رقابت با غذای انسان یکی از منابع مورد توجه برای تولید انرژی در جهان می باشند. مشکل استفاده از مواد لیگنوسلولزی، طبیعت سخت اینگونه مواد است که فاز تخمیر اینگونه مواد را با مشکل همراه می سازد. هدف تحقیق حاضر، بررسی اثر پیش تیمارهای هیدروترمال-شیمیایی شامل پراکسیدهیدروژن، سود و اسید سولفوریک در دو زمان مختلف، بر روی تخریب ساختاری پسماندهای چوب صنوبر میباشد. به این منظور، ابتدا تیمار مکانیکی بر روی پیش ماده اعمال شد. سپس جهت اعمال تیمار شیمیایی بر روی نمونه های ۲۰ گرمی ضایعات صنوبر، از محلولهای %۱ حجمی پراکسیدهیدروژن، سود و اسید سولفوریک استفاده شد. برای اعمال تیمار هیدروترمال نمونه ها به اتوکلاو در دمای ۱۳۴ °C منتقل شد. برای بررسی اثر زمان، پیشتیمار هیدروترمال در دو زمان ۲۰ و ۴۰ دقیقه انجام شد. ارزیابی میزان تخریب مواد لیگنوسلولزی از طریق تعیین درصد حذف لیگنین و همچنین تکنیک FTIR (میزان کریستالیزه بودن سلولز) انجام شد. نتایج نشان داد که تمامی پیش تیمارها اثر مثبت بر حذف لیگنین داشته و با افزایش زمان، مقدار حذف لیگنین در تمامی مواد شیمیایی افزایش یافت. بیشترین میزان حذف لیگنین به مقدار ۴۸%/۷۷ با استفاده از پراکسیدهیدروژن و زمان ۴۰ دقیقه بدست آمد. پس از آن سود با مقدار ۳۸%/۷۲ در زمان ۴۰ دقیقه بیشترین حذف لیگنین را داشت. نتایج آزمون FTIR نشان داد که مقدار شاخص CLL در پراکسیدهیدروژن در هر دو زمان از بقیه پیشتیمارها افزایش بیشتری داشت. نتایج شاخص HBI بر روی نمونه های پیش تیمارشده حاکی از کاهش ساختار کریستالی و افزایش ساختار نامنظم در چوب صنوبر بود که این ساختار از طریق افزایش اثربخشی آنزیمی، در فرایند تولید بیوگاز نقش مثبتی ایفا میکند.

کلیدواژه ها:

هضم بیهوازی ، حذف لیگنین ، اتوکلاو ، انرژی تجدیدپذیر.