تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,122,999 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,231,134 |
بهینه سازی فرآیند تولید بریکت از ترکیب باگاس و پوست گردو با استفاده از روش سطح پاسخ و ارزش حرارتی آن | ||
نشریه جنگل و فرآورده های چوب | ||
دوره 74، شماره 4، بهمن 1400، صفحه 485-499 اصل مقاله (1.77 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jfwp.2021.319654.1158 | ||
نویسندگان | ||
حسین شفاعی1؛ علی ماشاءاله کرمانی* 2؛ محمد حسین کیان مهر2؛ سیدرضا حسن بیگی2 | ||
1گروه فنی کشاورزی،دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، پاکدشت، تهران، ایران | ||
2گروه فنی کشاورزی، دانشکدگان ابوریحان، دانشگاه تهران، پاکدشت، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
متراکم کردن مواد زیستتوده حجیم مانند بریکتکردن، موجب بهبود ویژگیهای مدیریتی مواد مانند چگالی برای حمل و نقل، انبارداری و غیره میشود. این تحقیق به منظور تعیین شرایط بهینۀ فرآیند تولید بریکت از ترکیب باگاس و پوست گردو با استفاده از دستگاه پرس هیدرولیکی به روش سطح پاسخ انجام گرفت. اثر متغیرهای مستقل شامل اندازه ذرات باگاس، دمای فرآیند، رطوبت ذرات باگاس و درصد نسبی ترکیب پوست گردو به باگاس، همگی در سه سطح بر متغیرهای پاسخ چگالی و مقاومت کششی مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار ارزش حرارتی بریکت از طریق معادلات تجربی خطی و غیرخطی صحهگذاری شده ارزش حرارت بالا با استفاده از نتایج آنالیز تقریبی شامل مواد فرار، کربن ثابت و محتوای خاکستر تعیین شد. نتایج نشان داد که با کاهش رطوبت ذرات باگاس چگالی و مقاومت کششی بریکت افزایش مییابد. افزودن پوست گردو در بریکت تولیدشده با اندازۀ ذرات ریز باگاس موجب کاهش مقاومت کششی گردید. تولید بریکت سبب کاهش معنیدار درصد مواد فرار و افزایش درصد کربن تثبیت شد. افزایش ارزش حرارتی نمونۀ مادۀ اولیه نسبت به بریکت تولیدشده از 16 به 22 مگاژول بر کیلوگرم نشاندهندۀ اثرات مثبت کاربرد فرآیند بریکتسازی است. شرایط بهینۀ تولید بریکت در نسبت ترکیب پوست گردو به باگاس 5 درصد، اندازۀ ذرات باگاس کوچکتر از 18/1 میلیمتر، رطوبت باگاس 7 درصد بر پایۀ تر و دمای قالب 360 درجه سلسیوس تعیین شد. مقدار بهینۀ پاسخهای چگالی و مقاومت کششی بهترتیب 847/867 کیلوگرم بر متر مکعب و 356/1 مگاپاسکال بود. در این شرایط ارزش حرارتی 22 مگاژول بر کیلوگرم بهدست آمد. | ||
کلیدواژهها | ||
ارزش حرارتی؛ باگاس؛ بریکت سوختی؛ پوست گردو؛ روش سطح پاسخ؛ مقاومت کششی | ||
مراجع | ||
[1]. Kumar, S., Singh, J., Nanoti, S.M., and Garg, M. O. (2012). A comprehensive life cycle assessment (LCA) of Jatropha biodiesel production in India. Bioresource Technology, 110: 723-729. [2]. Brandt, A., Grasvik, J., Hallett, J. P., and Welton, T. (2013). Deconstruction of lignocellulosic biomass with ionic liquids. Green Chemistry, 15(3): 550-583. [3]. Banaei, N. (2010). Energy estimation of walnut waste and its recycling strategies. National Conference on Agricultural Waste and Effluent Management, 28-29 December 2010, Tehran, Iran. (In Farsi) [4]. Golestan, M. B. (2005). Bagasse: the national capital that is smoked. 5th Symposium of Iranian Society of Environmentalists, 06 March 2005, Tehran, Iran. (In Farsi) [5]. Hasanaki, N., Mansoori, Y., and Asakereh, A. (2020). Potential of substituting bagasse for natural gas in Karun sugar factory and its economic evaluation. Iranian Journal of Biosystems Engineering, 51(1): 11-21. (In Farsi) [6]. Poddar, S., Kamruzzaman, M., Sujan, S. M. A., Hossain, M., Jamal, M. S., Gafur, M. A., and Khanam, M. (2014). Effect of compression pressure on lignocellulosic biomass pellet to improve fuel properties: Higher heating value. Fuel, 131: 43-48. [7]. Wang, Y., Wu, K., and Sun, Y. (2018). Effects of raw material particle size on the briquetting process of rice straw. Journal of the Energy Institute, 91(1): 153-162. [8]. Soleimani, M., Tabil, X. L., Grewal, R., and Tabil, L. G. (2017). Carbohydrates as binders in biomass densification for biochemical and thermochemical processes. Fuel, 193: 134-141. [9]. Chou, C. -S., Lin, S. -H., and Lu, W. -C. (2009). The optimum conditions for preparing solid fuel briquette of rice straw by a piston-mold process using the Taguchi method. Fuel Processing Technology, 90(7-8): 1041-1046. [10]. Brand, M. A., Jacinto, R. C., Antunes, R., and Bayestorff da Cunha, A. (2017). Production of briquettes as a tool to optimize the use of waste from rice cultivation and industrial processing. Renewable Energy, 111: 116-123. [11]. Abyaz, A., Afra, E., and Saraeyan, A. (2020). Production of bagasse biofuel briquettes reinforced by nanocellulose and nanolignocellulose binders. Journal of Forest and Wood Products, 72(4): 365-376. (In Farsi) [12]. Shafaie, H., Kermani, A. M., Kianmehr, M. H., and Hassanbeygi, S. R. (2020). Investigating of effective parameters on the production process of briquettes from bagasse and walnut shell. 12th National Congress of Mechanical Biosystems Engineering and Mechanization of Iran, 5 February 2020, Shahid Chamran University, Ahvaz, Iran. (In Farsi) [13]. Ramazanzade, M. (2017). Production of fuel pellets from pruning residues of pistachio trees and evaluation some physical, mechanical and thermal properties of them. Master of Science Thesis, Department of Mechanics of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman. (In Farsi) [14]. Ghanizadeh, A. R., Yarmahmoudi, A., Abbaslou, H., and Dadkani, S. (2019). Proposing a model for prediction of compaction parameters of clay subgrade soil stabilized with Portland cement and iron ore mine tailing by means of RSM method. Road Journal, 2019, 26(97): 97-110. (In Farsi) [15]. Solatifar, N., Azadedel, R., Khalili, M., and Rahbarnia, M. (2019). Optimization of rutting parameter for crumb rubber modified binder using response surface methodology (RSM). Journal of Transportation Research, 16(1), 245-258. (In Farsi) [16]. Gendeka, A., Aniszewska, M., Malatk, J., and Velebil, J. (2018). Evaluation of selected physical and mechanical properties of briquettes produced from cones of three coniferous tree species. Biomass and Bioenergy, 117: 173-179. [17]. Sprenger, C. J., Tabil, L. G., Soleimani, M., Agnew, J., and Harrison, A. (2018). Pelletization of refuse-derived fuel fluff to produce high quality feedstock. Journal of Energy Resources Technology, 140(4): 042003. [18]. Pongsak, J. (2015). Physical and thermal properties of briquette fuels from rice straw and sugarcane leaves by mixing molasses. Energy Procedia, 79: 2-9. [19]. Özyuguran, A., and Yaman, S. (2016). Prediction of calorific value of biomass from proximate analysis. 3rd International Conference on Energy and Environment Research, ICEER 2016, 7-11 September 2016, Barcelona, Spain. [20]. Rezvani, Z., Arabhosseini, A., Chegini, G. R., and Kianmehr, M. H. (2012). Investigation of the effect of rice straw briquetting parameters on briquettes quality. 7th National Conference on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization, 4-6 September 2012, Shiraz University, Shiraz, Iran. (In Farsi) [21]. Smith, I. E., Probert, S. D., Stokes, R. E., and Hansford, R. J. (1977). The briquetting of wheat straw. Journal of Agricultural Engineering Research, 22(2): 105-111. [22]. Stelte, W. (2014). Optimization of product specific processing parameters for the production of fuel pellets from torrefied biomass. Taastrup, Denmark: Center for Biomass and Biorefinery, Danish Technological Institute. [23]. Okot, D. K., Bilsborrow, P. E., and Phan, A. N. (2018). Effects of operating parameters on maize COB briquette quality. Biomass and Bioenergy, 112: 61-72. [24]. Kaliyan, N., and Morey, R. V. (2010). Natural binders and solid bridge type binding mechanisms in briquettes and pellets made from corn stover and switchgrass. Bioresource Technology, 101: 1082–1090. [25]. Karimi, A., Moezzi, A., Chorom, M., and Enayatizamir, N. (2019). Investigation of physicochemical characteristics of biochars derived from corn residue and sugarcane bagasse in different pyrolysis temperatures. Iranian Journal of Soil and Water Research, 50(3): 725-739. (In Farsi) [26]. Tumuluru, J., Wright, C. T., Hess, J. R., and Kenney, K. L. (2011). A review of biomass densification systems to develop uniform feedstock commodities for bioenergy application. Biofuels, Bioproducts and Biorefining, 5: 683-707. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 507 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 387 |