پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 158 |
| تعداد شماره‌ها | 6,245 |
| تعداد مقالات | 67,922 |
| تعداد مشاهده مقاله | 115,698,956 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 90,464,259 |
مدلسازی دینامیک تاثیر اختلاط غیر ایده آل بر روی عملکرد فرآیند تخمیر بیهوازی فضولات دامی در راکتورهای ناپیوسته دوره ای | ||
| نشریه دانشکده فنی | ||
| مقاله 12، دوره 35، شماره 4 - شماره پیاپی 1070، اسفند 1380 اصل مقاله (492.46 K) | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا کشتکار؛ بهروز میثمی؛ گیتی ابوالمحمد؛ حسین غفوریان؛ مرتضی خلجی اسدی* | ||
| چکیده | ||
| فضولات دامی از جمله مستعدترین مواد زائد آلی هستند که میتوانند توسط تخمیر بیهوازی به بیوگاز و کود تبدیل شوند. راکتورهای ناپیوسته دوره ای نیز از جمله متداولترین راکتورها برای تخمیر بیهوازی فضولات دامی هستند. با توجه به اینکه اختلاط موثر مواد از جمله عواملی است که بر روی میزان تولید متان تاثیر میگذارد لذا پیشگویی عملکرد راکتورهای واقعی مستلزم مدلسازی میزان اختلاط در راکتورهاست. در این مقاله از یک مدل اختلاط ساده دو پارامتری که به مدل اختلاط دو ناحیه ای معروف است برای شبیه سازی دینامیک فرایند تخمیر بیهوازی فضولات گاوی در راکتورهای ناپیوسته دوره ای استفاده شده است . در این مدل راکتور به دو ناحیه یکی ناحیه جریان دار که تحت تاثیر ورود و خروج مواد قرار دارد و دیگری ناحیه ساکن که فقط در حال تبادل جرم با ناحیه جریان دار است تقسیم میگردد.میزان انحراف از شرایط اختلاط ایده آل توسط پارامترهای اختلاط که عبارتند از حجم نسبی ناحیه جریان دار(a) و سرعت تبادل جرم بین دو ناحیه مذکور(b) مدلسازی میشود.مدل سینتیک در نظر گرفته شده برای تخمیر فضولات گاوی شامل یک مرحله هیدرولیز و چهار مرحله میکروبی است. این چهار مرحله عبارتند از تولید اسیدهای چرب فرار توسط باکتریهای اسیدوژن،تولید استات توسط باکتریهای استوژن پروپیونات خوار و بوتیرات خوار و بالاخره تولید متان توسط باکتریهای متانوژن،در سینتیک تخمیر اثرات بازدارندگی PH ، اسیدهای چرب فرار،استات و آمونیاک نیز بر روی باکتریها لحاظ گردیده شده است. در مدل برای رشد باکتریها از سینتیک مونود و برای مرگ و میر باکتریها و همچنین مرحله هیدرولیز از واکنشهای درجه اول استفاده شده است. شبیه سازی فرایند توسط زبان برنامه نویسی فرترن و با استفاده از روش اولر برای حل 25 معادله دیفرانسیل مرتبه اول غیرخطی انجام گرفته است. همچنین PH فرایند توسط موازنه بار اجزاءیونی موجود در سیستم و با استفاده از یک روش حدس و خطا محاسبه شده است. نتایج شبیه سازی کامپیوتر نشان میدهند که میزان تولید متان بستگی زیادی به توزیع زمان اقامت اجزاء و الگوی تغییرات غلظت و توزیع مواد در دو فاز جریان دار و ساکن دارد . همچنین نشان داده شد که این توزیع خود تابع پیچیده ای از پارامترهای اختلاط a وb است . علاوه بر پارامترهای اختلاط ، پریود خوراک دهی راکتور نیز بر روی توزیع غلظت اجزاء موثر بود بطوریکه عملکرد راکتور در شرایط خوراک دهی پیوسته بهبود می یافت. نتایج حاصله اهمیت در نظر گرفتن اختلاط و همچنین توانایی بالقوه مدل اختلاط دو ناحیه ای برای شبیه سازی عملکرد راکتورهای بیهوازی را نشان میدهد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بیوگاز؛ تخمیر بیهوازی؛ راکتور ناپیوسته دوره ای؛ فضولات دامی؛ مدلسازی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| - | ||
| چکیده [English] | ||
| Cattle manure is the most susceptible feed for anaerobic digestion among organic waste materials. Cyclic batch reactors with periodical feeds and discharges are often used in anaerobic digestion of cattle manure. On the other hand, mixing is an important factor for optimal perforn1ance of cyclic batch reactors and its modeling is essential for performance prediction of real reactors. In this study a mathematical model for anaerobic digestion of cattle manure was developed to describe the dynamic behavior of non-ideally mixed cyclic batch reactors. The microbial kinetic model includes an enzymatic hydrolysis step and four bacterial steps, together with the effects of substrate inhibition, pH and thermodynamic considerations. The biokinetic expressions were linked to a simple two-region liquid mixing model, which considered the reactor volume split into two sections, the flow-through and the retention regions. Changing the relative volume of the flow-through region and the flow rate of the internal exchange to the feed flow rate ratio represented deviations from an ideal completely mixed regime. The dynamic model described the effects of retention time and reactant's distribution, resulting from the mixing conditions, on the process performance. The evaluation of the impact of the characteristic mixing parameters on anaerobic digestion showed that the relative volume of the flow-through region has a more significant effect than the turnover time. However, retention time and reactant's distribution and consequently, the methane yield were complex functions of both mixing parameters. In addition, the simulation results showed that the feeding interval is efficient on reactants' distribution of both regions. So that the methane yield is improved when the cyclic batch reactor is approached to a continuously reactor. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,156 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,037 |
||