نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• احسان هوشیار ¹
• مریم کشائی جهرمی ²

¹ دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه جهرم، صندوق پستی 111-74135 ، جهرم، ایران

² دانشجوی کارشناسی ارشد انرژی‌های تجدیدپذیر، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه جهرم، صندوق پستی 111-74135 ، جهرم، ایران

چکیده

زمینه و هدف: ایران یکی از کشورهای دارای نخلستان‌های فراوان است و بایستی به دنبال راهکارهای مناسب در جهت استفاده از ضایعات لیگنوسلولزی درخت نخل باشیم. در این راستا پتانسیل تولید بیوگاز از ضایعات برگ درخت نخل به عنوان یک منبع در دسترس و بومی کشور بسیار ضروری است.
مواد و روش‌ها: اثر ترکیبی درصد اسید سولفوریک در چهار سطح و زمان پیش‌فرآوری در دو سطح مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر ترکیبی زمان ازن‌دهی در سه سطح و میزان رطوبت برگ درخت نخل در دو سطح بررسی گردید. تمامی آزمایشات در میزان بیوگاز و متان تولیدی بر مبنای فاکتوریل انجام شد و اثرات ساده و ترکیبی عوامل با نرم‌افزار SPSS 22 و آزمون دانکن تجزیه و تحلیل گردید.
یافته‌ها: حداکثر مقدار تولید روزانه بیوگاز با غلظت 1% اسید ml/L 540 و با 4 ساعت ازن‌زنی ml/L 440 بدست آمد. برطبق مقدار متان تجمعی تولید شده و مقدار VS کاهش یافته می‌توان گفت که با بهترین پیش‌فرآوری اسیدی می‌توان حدود ml/gr VS 374 و ml/gr VS 173 بیوگاز و متان خالص تولید کرد. در مقایسه با بهترین پیش‌فرآوری ازن می‌توان حدود ml/gr VS 175 و ml/gr VS 64 بیوگاز و متان خالص دست یافت.
نتیجه‌گیری: از منابع لیگنوسلولزی برگ‌های درخت نخل بخوبی می‌توان با پیش‌فرآوری مناسب در جهت تولید انرژی اقدام نمود. تحقیقات بیشتری در جهت ارزیابی روش‌های دیگر پیش‌فرآوری نیز ضروری است تا بهترین روش با بالاترین بازده تولید بیوگاز از این منبع ارزان و در دسترس بدست آید.

کلیدواژه‌ها

• بیوگاز
• متان
• هضم بی‌هوازی
• ضایعات لیگنوسلولزی
• انرژی تجدیدپذیر
• درخت نخل

عنوان مقاله [English]

Investigation of biogas production from palm tree leaf using dilute acid and ozone pretreatment

نویسندگان [English]

• Ehsan Houshyar ¹
• Maryam Keshaii Jahromi ²

¹ Department of Biosystems Engineering, Faculty of agriculture, Jahrom University, P.O. Box 74135-111, Jahrom, Iran

² M.Sc. Student, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Jahrom University, P.O. Box 74135-111, Jahrom, Iran.

چکیده [English]

Background and Aim: Iran is one of the countries with abundant palm groves and we must look for appropriate solutions to use palm tree lignocellulosic waste. In this regard, the potential for biogas production from palm tree leaf waste is very important as an accessible and indigenous source in the country.
Materials and methods: The combined effects of sulfuric acid percentage was studied at four levels and the pretreatment time at two levels. Also, the combined effects of ozonation time was studied at three levels and the moisture content of palm tree leaves was studied at two levels. All experiments, on the amount of biogas and methane produced, were conducted based on a factorial design. The main and interaction effects of the factors were analyzed using SPSS 22 software and Duncan's test.
Results: The maximum daily biogas production reached 540 ml/L with 1% acid concentration and 440 ml/L with 4 hours of ozonation. Based on the cumulative methane produced and the amount of volatile solids (VS) reduced, the best acid pretreatment can yield approximately 374 ml/gr VS of biogas and 173 ml/gr VS of pure methane. In comparison, the best ozone pretreatment can produce around 175 ml/gr VS of biogas and 64 ml/gr VS of pure methane.
Conclusion: The lignocellulosic biomass of palm tree leaves can be effectively used for energy production with appropriate pretreatment. Further research is essential to evaluate other pretreatment methods to find the best approach for maximizing biogas yield from this affordable and readily available resource.

کلیدواژه‌ها [English]

• Biogas
• methane
• anaerobic digestion
• lignocellulosic wastes
• renewable energy
• palm tree