%34تخفیف

دانلود پروژه:بهبود راندمان تولید هیدروژن در پالایشگاه زیستی با بکارگیری نانوذرات فلزی

تعداد 131صفحه فایل word قابل ویرایش

رساله دکتری مهندسی شیمی

Site: www.filenaab.ir

چکیده

در این پژوهش برای نخستین بار اثر نانوذرات فلزی آهن و نیکل (صفر ظرفیتی) بر روی راندمان تولید هیدروژن در پالایشگاه زیستی با محصولات گازی هیدروژن و متان مورد بررسی قرار گرفت. خوراک مورد بررسی در این پژوهش شامل گلوکز، نشاسته، سلولز، باگاس نیشکر و کاه برنج بود. از پیش­فرآوری اسیدی  (اسید سولفوریک رقیق یا غلیظ) بمنظور اصلاح ساختار زیست­توده­ی دارای ساختار مقاوم (سلولز، باگاس نیشکر و کاه برنج) و تبدیل آن به قندهای قابل تخمیر استفاده شد. پیش­فرآوری اسیدی بطور کارامدی راندمان تولید هیدروژن از زیست­توده­ را بهبود بخشید. نانوذرات آهن راندمان تولید هیدروژن از گلوکز را 37% بهبود بخشید (05/0p<) درحالیکه نانوذرات نیکل اثر معنی­داری برراندمان تولید هیدروژن از گلوکز نداشت. اثر متقابل نانوذرات آهن و نیکل بر راندمان تولید هیدروژن از نشاسته معنی­دار بود و بهینه­ی راندمان تولید هیدروژن (mL/g VS 3/147) در حضور نانوذرات آهن و نیکل با غلظت­های به ترتیب 5/37 و mg/L 5/37 بدست آمد. بهینه­ی راندمان تولید هیدروژن از سلولز (mL/g VS 7/45) در حضور نانوذرات آهن و نیکل با غلظت­های به ترتیب 5 و mg/L 5/12 بدست آمد (57% افزایش راندمان نسبت به نمونه­ی کنترل). بیشترین راندمان تولید هیدروژن از باگاس نیشکر (mL/g VS 1/114) در حضور نانوذرات آهن و نیکل با غلظت­های به ترتیب 5/12 و mg/L 5 بدست آمد (32% افزایش راندمان نسبت به نمونه­ی کنترل). همچنین بهینه­ی راندمان تولید هیدروژن از کاه برنج (mL/g VS 5/103) در حضور نانوذرات آهن و نیکل با غلظت­های به ترتیب 5 و mg/L 5/12 بدست آمد (51% افزایش راندمان نسبت به نمونه­ی کنترل). آنالیز متابولیت­های محلول نشان داد که عمده­ی اثر نانوذرات آهن و نیکل (در غلظت­های بهینه) کاهش تولید اتانول و لاکتات (متابولیت­های نامطلوب) و افزایش تولید بوتیرات (متابولیت مطلوب) و در نتیجه افزایش تولید هیدروژن بود. حداکثر انرژی تولید شده از سلولز، باگاس نیشکر و کاه برنج طی فرایندهای متوالی تخمیر تاریک و هضم­ بی­هوازی به ترتیب 61/9، 57/11 و MJ/Kg 10/7 بود.

کلمات کلیدی: تخمیر تاریک، هضم بی­هوازی، نانوذرات آهن، نانوذرات نیکل، پیش­فرآوری اسیدی.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                                                                             صفحه

فهرست مطالب……………………………………………………………………………………………………………………………………………. هشت

چکیده. 1

پیشگفتار. 2

فصل اول: مقدمه

1-1 مقدمه و اهمیت پژوهش…. 4

1-1-1 ضرورت دستیابی به انرژی­های تجدیدپذیر. 4

1-1-2 نقش زیست­توده در تامین انرژی­های تجدیدپذیر. 5

1-1-3 تکنولوژی فرایندهای زیستی تولید هیدروژن و متان.. 6

1-2 فرایند هضم بی­هوازی.. 8

1-2-1 میکروبیولوژی فرایند هضم بی­هوازی.. 10

1-3 فرایند تخمیر تاریک….. 13

1-3-1 پارامترهای موثر بر فرایند تخمیر تاریک….. 16

1-4 پیش­فرآوری ترکیب لیگنوسلولزی.. 21

1-4-1 ترکیب لیگنوسلولزی.. 21

1-4-2 روش­های پیش­فرآوری ترکیبات لیگنوسلولزی.. 24

1-5 مرور بر تحقیقات انجام شده. 26

1-6 نوآوری پژوهش…. 31

فصل دوم: مواد و روش­ها

2-1 مواد شیمیایی و تجهيزات موردنياز. 32

2-1-1 مواد استفاده شده در آزمایشات… 32

2-1-2 تجهيزات استفاده شده. 34

2-2 مخلوط میکروبی.. 34

2-2-1 پیش­فرآوری مخلوط میکروبی.. 35

2-3 خوراک     36

2-3-1 پیش­فرآوری خوراک…. 36

2-4 آماده­سازی راکتورها جهت فرایند تخمیر تاریک و هضم بی­هوازی.. 37

2-5 روش­های اندازه­گیری و آنالیز. 39

2-5-1 اندازه­گيري مقدار جامدات کل و جامدات فرار. 39

2-5-2 اندازه­گیری ترکیب­درصد لیگین و مواد سلولزیک در ماده­ی لیگنوسلولزی.. 40

2-5-3 اندازه­گیری میزان بلورینگی کل و شاخص بلورینگی سلولز در نمونه­ها 41

2-5-4 تعیین کیفی اثر پیش­فرآوری بر ساختار سطحی نمونه­ها 41

2-5-5 اندازه­گیری حجم و ترکیب­درصد بیوگاز تولید شده. 41

2-5-6 آنالیز واریانس و آنالیز مولفه­ی اساسی.. 43

2-5-7 بررسی تغییرات در پارامترهای سینتیکی تولید هیدروژن.. 44

فصل سوم: نتایج و بحث

3-1 پیش­فرآوری مخلوط میکروبی.. 46

3-1-1 هدف      46

3-1-2 اثر شرایط پیش­فرآوری بر راندمان فرایند تخمیر تاریک….. 46

3-1-3 اثر پیش­فرآوری بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک….. 47

3-1-4 نتیجه­گیری.. 48

3-2 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از گلوکز. 49

3-2-1 هدف      49

3-2-2 اثر نانوذرات آهن بر راندمان تولید هیدروژن از گلوکز. 49

3-2-3 اثر نانوذرات نیکل بر راندمان تولید هیدروژن از گلوکز. 52

3-2-4 اثر نمک آهن بر راندمان تولید هیدروژن از گلوکز. 52

3-2-5 اثر نمک نیکل بر راندمان تولید هیدروژن از گلوکز. 53

3-2-6 مقایسه­ی اثر نانوذرات و نمک­ها بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک هیدروژن از گلوکز. 53

3-2-7 آنالیز مولفه­ی اساسی.. 55

3-2-8 نتیجه­گیری.. 56

3-3 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از نشاسته. 57

3-3-1 هدف      57

3-3-2 طراحی آزمایش…. 57

3-3-3 تخمین مدل.. 58

3-3-4 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر راندمان فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از نشاسته. 62

3-3-5 بهینه­سازی راندمان تولید هیدروژن.. 62

3-3-6 بررسی پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از نشاسته. 63

3-3-7 متابولیت­های محلول تولید شده در فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از نشاسته. 64

3-3-8 تایید نتایج حاصل از بهینه­سازی راندمان هیدروژن.. 66

3-3-9 نتیجه­گیری.. 66

3-4 اثر پیش­فرآوری اسیدی غلیظ و رقیق بر راندمان تولید هیدروژن از سلولز. 67

3-4-1 هدف      67

3-4-2 تولید هیدروژن از سلولز پیش­فرآوری شده. 67

3-4-3 نتیجه­گیری.. 70

3-5 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از سلولز. 70

3-5-1 هدف      70

3-5-2 اثر پیش­فرآوری اسیدی دو مرحله­ای بر ساختار سلولز. 70

3-5-3 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر راندمان فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از سلولز. 72

3-5-4 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از سلولز. 76

3-5-5 آنالیز مولفه­ی اساسی.. 77

3-5-6 تولید متان از پسماند فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از سلولز. 78

3-5-7 انرژی کل بازیافت شده از سلولز. 79

3-5-8 نتیجه­گیری.. 80

3-6 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر راندمان تولید هیدروژن از باگاس نیشکر. 81

3-6-1 هدف      81

3-6-2 اثر پیش­فرآوری بر میزان جامدات کل و جامدات فرار موجود در باگاس نیشکر. 81

3-6-3 تولید هیدروژن از باگاس نیشکر پیش­فرآوری شده. 82

3-6-4 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از باگاس نیشکر… 83

3-6-5 نتیجه­گیری.. 84

3-7 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از باگاس نیشکر. 84

3-7-1 هدف      84

3-7-2 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر ساختار باگاس نیشکر. 85

3-7-3 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر راندمان فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از باگاس نیشکر. 87

3-7-4 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از باگاس نیشکر……… 90

3-7-5 آنالیز مولفه­ی اساسی.. 91

3-7-6 تولید متان از پسماند فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از باگاس نیشکر. 92

3-7-7 انرژی کل بازیافت شده از باگاس نیشکر. 93

3-7-8 نتیجه­گیری.. 95

3-8 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر راندمان تولید هیدروژن از کاه برنج.. 95

3-8-1 هدف      95

3-8-2 تولید هیدروژن از کاه برنج پیش­فرآوری شده. 96

3-8-3 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از کاه برنج.. 97

3-8-4 نتیجه­گیری.. 98

3-9 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از کاه برنج.. 98

3-9-1 هدف      98

3-9-2 اثر پیش­فرآوری اسیدی رقیق بر ساختار کاه برنج.. 99

3-9-3 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر راندمان فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از کاه برنج.. 100

3-9-4 اثر نانوذرات آهن و نیکل بر پارامترهای سینتیکی فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از کاه برنج.. 104

3-9-5 آنالیز مولفه­ی اساسی.. 105

3-9-6 تولید متان از پسماند فرایند تخمیر تاریک تولید هیدروژن از کاه برنج.. 106

3-9-7 انرژی کل بازیافت شده از کاه برنج.. 107

3-9-8 نتیجه­گیری.. 109

فصل چهارم: نتیجه­گیری

4-1 نتیجه­گیری کلی.. 110

4-2 ارائه­ی پیشنهادات جهت ادامه­ی پژوهش…. 112

مراجع: 113

 

 

 

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:بهبود راندمان تولید هیدروژن در پالایشگاه زیستی با بکارگیری نانوذرات فلزی”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo