گردآوری و ترجمه: محمدباقر لک، وبسایت تخصصی مکانیزاسیون کشاورزی، آرشیو 1388

 

مقدمه

متان  یک سوخت حاصل از گاز زیست توده (Biomass) است که بخاطر اثرات گلخانه­‌ای معروف است. این گاز ترکیبی طبیعی در جو است که از آتش‌­سوزی‌­های جنگلی، فعل و انفعالات باتلاق­‌ها و دیگر زمین­‌های مرطوب منتشر می‌­شود.

متان همچنین از محل­‌های دفن زباله و شالیزارها خارج می­‌شود. این گاز البته از دستگاه گوارش نشخوارکنندگانی که ما بعنوان غذا از آن­ استفاده می­‌کنیم؛ مانند گوسفند، گوساله، گاو و بوفالو تولید می‌­شود.

مولکول­‌های متان 10 سال در محیط باقی می­‌مانند. بنابراین، تلاش‌­ها جهت کنترل انتشار متان منفعتی کوتاه مدت دارد.

تخمیر متان یکی از روش­‌های مؤثر تبدیل زیست­‌توده است و البته برای مدیریت پس‌آب­‌ها مؤثر است.

 

تولید بیوگاز

مواد زیست توده آبدار را می‌توان با استفاده از میکروب­‌های بی‌­هوازی به انرژی قابل استفاده تبدیل کرد. در ایالات متحده، فضولات دامی بطور معمول توسط نیروی ثقل به داخل هاضم افتاده یا بطور متناوب پمپ می‌­شوند. این هاضم یک گودال بلند و عایق در زمین می­‌باشد. باکتری‌ها جامدات فرار داخل فضولات دامی را تجزیه و به گاز متان (65%) و دی اکسید کربن (35%)  تبدیل می‌­کنند.

از بیوگاز می­‌توان برای گرم کردن هاضم، گرم کردن ساختمان و تأسیسات یا تولید برق استفاده کرد. البته، مقدار بیوگاز تولید شده به دمای سامانه، حضور میکروب‌­ها، مقدار جامدات فرار مواد اولیه و زمان نگهداری وابسته است.

یک هاضم جریان پلاگ با زمان متوسط نگهداری فضولات دامی حدود 16 روز تحت شرایط زمستانی (17.4 درجه سانتیگراد)، 452000 کیلوکالری در هر روز تولید می‌­کند و روزانه 262000 کیلوکالری را برای گرم کردن هاضم به 35 درجه سانتیگراد مصرف می‌کند.

با استفاده از همان هاضم، تحت شرایط تابستانی (25 درجه سانتیگراد) و کاهش زمان نگهداری به 10.4 روز، بیوگاز بدست آمده روزانه 524000 کیلوکالری بوده و 157000 کیلوکالری آن برای گرم کردن هاضم استفاده شده است. نسبت‌های انرژی داده شده هر خروجی برای شرایط تابستانی و زمستانی برای هاضم به ترتیب 1 به 3.3 و 1 به 1.7 بود. در سال 2000 نیز انرژی خروجی هاضم بیوگاز مشابه همین مقدار بوده است.

در کشورهای در حال توسعه مانند هند، هاضم­‌های بیوگاز عموماً فضولات 15 تا 30 دام را از یک خانواده یا روستای کوچک فرآوری می­‌کنند.

انرژی بیوگاز حافظ محیط زیست بوده و عناصر غذایی داخل فضولات را حفظ می‌­کند.

سرمایه لازم برای یک واحد بیوگاز در هند در سال 1993 از 500 تا 900 دلار بوده است. قیمت هر کیلوات ساعت بیوگاز در هند در سال 1997، 6 سنت بوده است. هزینه کل تولید حدود 10 میلیون کیلوکالری بیوگاز 321$ تخمین زده می‌­شود. اگر فرض شود که هزینه نیروی کارگری در سال 2001، 7$ در هر ساعت بوده باشد، بیوگاز ارزشی معادل 356$ دارد. فضولات دامی فرآوری شده برای بیوگاز بوی کمتری داشته و خاصیت ارزش کودی آن حفظ می­شود.

 

اصول تخمیر متان

مواد آلی ماننده پیکر حیوانات و گیاهان، فضولات دامی و انسان، ضایعات صنایع غذایی و زباله‌­ها بوسیله میکروب­‌های غیرهوازی از مواد آلی پیچیده به مواد آلی ساده تجزیه می‌­شوند.

این فرآیند مشتمل بر دو فرآیند است: یک فرآیند هیدرولیز (فاز IA) و یک فرآیند تخمیر اسیدی (فاز IB). اسیدهای کم‌­چرب مانند اسیداستیک، اسید پروپیونیک، الکل، هیدروژن و دی­‌اکسید کربن طی فرآیند فاز IB توسط باکتری­‌های اسیدزا از مواد آلی ساده تجزیه می‌شوند. میانجی‌­هایی مانند اسیدهای کم­‌چرب، هیدروژن و دی­‌اکسیدکربن توسط میکروب­‌های الزامی مانند متانوژن به گاز هضم شده (بیوگاز) تبدیل می­‌شوند که ترکیبی است از متان، دی­‌اکسید کربن و هیدروژن. این فرآیند سوم تخمیر متان نام دارد (فاز II).

 

مطالب مرتبط:

 فتوولتائیک

تولید همزمان گرما و برق

تولید برق از بیوگاز زباله تهران

تولید کود و کمپوست، ساده ترین روش بازیافت ضایعات مواد غذایی

ساخت خودرو با سوخت آب شور

ارمغان قرن بیستم برای محیط زیست

مهندسی بیوسیستم: فرصت-چالش

نسل نوین کشاورزی در راه است

متن مصاحبه با جناب آقای دکتر رفیعی (بخش نخست)

اشتغال فارغ‌التحصیلان کشاورزی مهندسی

فراخوان همکاری نشریه "فناوری در کشاورزی"

 

ورود به سايت

درگاه پرداخت دستی وب سایت



معرفی

مکانیزاسیون کشاورزی بعنوان یک وبسایت کاملاً تخصصی در زمینه‌های مرتبط با مهندسی بیوسیستم و مکانیزاسیون کشاورزی همواره کوشیده است تا با جمع‌آوری و ارائه آخرین اخبار و مطالب مفید برای مختصصین و علاقمندان، موجبات دانش‌افزایی در این زمینه تخصصی را فراهم آورد.

«تمامي كالاها و خدمات اين وب سایت حسب مورد داراي مجوزهاي لازم از مراجع مربوطه مي‌باشند و فعاليت‌هاي اين سايت تابع قوانين و مقررات جمهوري اسلامي ايران است.»

«قیمتی که در هنگام سفارش مشتري در پیش‌­فاکتور منظور گرديده است، معتبر مي‌باشد».

نماد

logo-samandehi