Majid Rasouli

تامین پایدار سوخت زیستی نقشی کلیدی در تامین انرژی آینده ایفا می کند و یک راه حل امیدوارکننده سازگار با محیط زیست برای تصفیه زباله است. امروزه آلودگی و انتشار گازهای گلخانه ای منجر به تعریف برنامه های عملیاتی و دستورالعمل هایی با هدف بهبود تولید انرژی تجدیدپذیر و رویکردهای اقتصاد دایره ای و سبز شده است. هضم بی هوازی پسماندهای آلی نقطه برخورد بین اقتصاد دایره ای و بهره برداری از انرژی زیستی است. با افزایش تعداد و اندازه نیروگاه های بیوگاز، بهینه سازی فرآیند یک کار حیاتی است. در نتیجه هدف پایان نامه بهینه سازی فرآیند با مدل های عددی و مهارت های برنامه نویسی برای اجرای متغیرهای ورودی متعدد به منظور حل مسئله بهینه سازی است. هدف اصلی این کار، تعریف یک ابزار نرم افزاری به نام ADM1 (شبیه ساز مدل هضم بی هوازی نسخه 1) است که توسط آن کاربر می تواند هم پیاده سازی و هم شبیه سازی فرآیندهای بیوشیمیایی هضم بی هوازی را انجام دهد. در این پژوهش برای توسعه کدها از نرم افزار متلب استفاده شده است. الگوریتم ازدحام ذرات جهت بهینه سازی فرایند انتخاب شده و همچنین جهت کارآمدتر شدن کدها یک واسط کاربرگرافیکی (GUI) توسعه داده شد. به واسطه این محیط کدنویسی کاربر می تواند تاثیر غلظت انواع واکنش گر و یا بستر، دما، ریت خوراک، حجم و زمان را بر دبی تولید گاز مشاهده و بررسی کند. مدل اجرا شده می تواند به عنوان یک مدل مستقل برای آزمایش ورودی های مختلف در یک هاضم استفاده شود. مقایسه مدل سازی با مراجع نشان می دهد که ترکیب سوبستراهای مختلف با نتایج Ros´en و Jeppssons تفاوت چندانی ندارند و بیشترین اختلاف حدود 3 درصد است. علاوه بر این ریت تولید گاز با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات مدل سازی شده است.

چکیده: از آنجایی که یکی از چالش های نیل به توسعه پایدار در صنایع غذایی به دلیل استفاده از ماشین آلات و پالایش مواد خام، کاهش مصرف انرژی و اثرات زیست محیطی است و صنعت شکلات سازی همچون دیگر صنایع غذایی وابستگی زیادی به سوخت های فسیلی دارد، این اتکا منجر به افزایش گاز های گلخانه ای و کاهش منابع می شود. این پایان نامه به مقایسه انرژی مصرفی و ارزیابی اثرات زیست-محیطی تولید دو محصول شکلات تلخ و شیری در یک کارخانه شکلات سازی در استان آذربایجان شرقی می پردازد. بدین منظور ابتدا انرژی مصرفی و شاخص های انرژی را به صورت جمع بند ی شده ارائه داده و سپس به بررسی اثرات زیست محیطی کارخانه شکلات سازی پرداخته شد. به این منظور، از روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) استفاده شد و تمامی اثرات زیست محیطی کارخانه شکلات سازی، از جمله گرمایش جهانی، سمیت و کمبود منابع بررسی شد. بر این اساس ابتدا مرز سیستم تعیین شد و واحد عملکردی نیز یک تن از هر دو نوع شکلات در نظر گرفته شد همچنین فعالیت های داخل کارخانه به عنوان مرز سیستم مشخص شد (دروازه تا دروازه). سپس برای تکمیل فهرست موجودی اطلاعات ورودی و خروجی کارخانه از جمله الکنریسیته مصرفی و حرارت تولیدی را محاسبه کرده و در این راه از مصاحبه با کارشناسان، پایگاه داده اکواینونت و دیگر منابع موجود بهره برده شد. سپس در مرحله بعد برای ارزیابی اثر چرخه حیات از نرم افزار Simapro استفاده کرده و با روش ReCiPe2016 اثرات را در دو سطح شامل 18 دسته تاثیر میانی و 3 دسته پایانی محاسبه شد. در نهایت نتایج به دست آمده به این شرح است که به ازای تولید شکلات تلخ در کارخانه، 40/67754 مگاژول و برای تولید شکلات شیری در کارخانه، 29/71903 مگاژول انرژی مصرف شده است. الکتریسیته با 91/53 درصد برای تولید شکلات تلخ و با 35/47 درصد برای تولید شکلات شیری بیشترین سهم را در مصرف انرژی داشته است پس از آن گاز طبیعی با 20 درصد برای شکلات تلخ و 33/34 درصد برای شکلات شیری در بیشترین سهم را دارد. همچنین تجزیه و تحلیل شاخص های انرژی بیانگر آن بود که بهره وری انرژی برای شکلات تلخ 015/0 کیلوگرم بر مگاژول، انرژی ویژه 75/67 مگاژول بر کیلوگرم، انرژی خالص 40/65254- مگاژول بر هر تن شکلات و نسبت انرژی مقدار 04/0 می باشد. این محاسبات برای تجزیه و تحلیل شاخص های انرژی برای شکلات شیری نیز انجام شد که مقدار شاخ

چکیده: طی چند دهه ی اخیر، افزایش مصرف انرژی و گسترش معضلات و آسیب های زیست محیطی، یکی از چالش های نیل به توسعه پایدار است و بحران انرژی ناشی از کاهش منابع فسیلی و انرژی های تجدید ناپذیر جامعه جهانی را تحت اثر قرار داده اند، در این میان گرمایش جهانی مهمترین و گسترده ترین معضل زیست محیطی شمار می رود. در مراتب پایینتر، آلودگی هوا، آلودگی آب ها، اسیدی شدن آب و خاک و کاهش منابع، دیگر اثرات گریبان گیر بشر امروز محسوب میشوند. تولید برق در مقیاس جهانی،%48 نشر دی اکسید گوگرد و %42 نشر گازهای گلخانه ای را به خود اختصاص داده و %64 زغال سنگ و %40 گاز طبیعی تولید شده در این بخش به مصرف میرسد. به سبب اهمیت این صنعت، آژانس بین المللی انرژی در چشم انداز ترسیم شده برای نیل به افق توسعه پایدار تا سال 2040، دی اکسید کربن معادل تولیدی به ازای تولید هر کیلووات ساعت الکتریسیته را g 69 و سهم مکانیسم های بادی و خورشیدی در تأمین بر جهانی را %38 پیشنهاد داده است. به سبب اهمیت توسعه صنعت فتوولتاییک به دلایل مذکور، پتانسیل بالای تولید برق خورشیدی در ایران و عدم وجود مطالعه ای جامع در حوزه ابعاد زیست محیطی نیروگاه ها فتوولتائیک کشور، چرخه حیات احداث نیروگاه های فتوولتائیک " کوشک یزد" و "ماهان کرمان"مورد ارزیابی قرار گرفته است. این ارزیابی تمامی اجزای مورد استفاده در نیروگاه ه، شامل پنل های خور شیدی، اینورتر، سازه، کابل و اتصاالات الکتریکی و همچنین مراحل آماده سازی زمین و نصب تجهیزات در محل احداث نیروگاه را در بر می گیرد. مرزهای این ارزیابی به تمامی مراحل تأمین و تولید تجهیزات از زمان استخراج مواد اولیه از منابع تا نصب و راه اندازی در نیروگاه گسترانیده شده است. تمامی مراحل در چرخه حیات احداث نیروگاه، با کسب اطلاعات از یکایک کارخانه ها و شرکت های پیمانکار سازنده نیروگاه ها مدلسازی شده است. پایگاه داده جامع ارزیابی چرخه حیات 3 Ecoinvent، دستورالعمل های ارائه شده توسط آژانس بین المللی انرژی برای ارزیابی چرخه حیات نیروگاه های خورشیدی و تعداد زیادی از پژوهش های پیشین این حوزه، برای تعیین روش تحقیق در این مطالعه موردا ستفاده قرار گرفته اند. طرح چارچوب این ارزیابی بر اساس استاندارد ایزو 14040 انجام شده است. در این پژوهش به کمک نرم افزار Simapro انجام شده است. انرژی اولیه کل مصرف شده، اثرات ایجادشده بر

چکیده: مصرف آب در فرآوری مواد غذایی بالاست و تولید پساب یکی از مشکلات جدی محیط زیستی است. صنعت تولید لبنیات یکی از آلاینده ترین صنایع است زیرا حجم زیادی از فاضلاب با مقاومت بالا را تولید می کند. این فاضلاب ها حاوی آلاینده های آلی مانند اکسیژن مورد نیاز COD، اکسیژن بیولوژیکی BOD، مواد مغذی (نیتروژن و فسفر) و مواد شیمیایی مختلف مانند حلال ها و یون ها است. فاضلاب های صنعتی قابلیت تولید بیوگاز را دارند. بیوگاز یکی از انرژی های تجدید پذیر است که علاوه بر تولید انرژی راه مقرون به صرفه ای برای از بین بردن ضایعات است. تصفیه بیولوژیکی فاضلاب به دلیل بهره برداری پایدار، هزینه های عملیاتی کم و حداقل نگهداری موردنیاز، ارجح است این فرآیند اقتصادی ترین تصفیه را برای حتی حجم بالای فاضلاب در مقایسه با روش های تصفیه فیزیکی و شیمیایی فراهم می کند. هدف از این مطالعه به کار گیری راکتور نرخ بالا و بهینه کردن شرایط عملکردی راکتور به منظور کاهش زمان ماند و افزایش تجزیه پذیری پساب صنایع غذایی است. راکتور نرخ بالا شامل یک راکتور بستر لجن توسعه یافته (EGSB) و بستر پرشده (FB) بود. آزمایش ها با استفاده از روش شناسی سطح پاسخ ترکیب مرکزی (RSM-CCD) طراحی شد. در این تحقیق 14 آزمایش انجام شد که 4 آزمایش به صورت طراحی فاکتوریل 4 آزمایش به صورت محوری و 6 آزمایش به صورت تکراری نقطه مرکزی جهت تخمین مناسب خطای آزمایش ها بودند. آزمایش ها توسط نرم افزار DX-13 با 2 متغیر و 5 سطح طراحی شد و از RSM برای تعیین شرایط بهینه استفاده گردید. نتایج نشان داد فرآیند هضم بی هوازی آب پنیر دارای راندمان بالایی برای حذف COD بوده و گاز زیستی قابل توجهی تولید می کند. در این پژوهش دو عامل زمان ماند هیدرولیکی (HRT) , نرخ خوراک دهی (OLR) بر راندمان حذف COD و نرخ تولید گاز زیستی مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش HRT مقدار تولید گاز زیستی (BPR) به نرخ خوراک دهی بستگی دارد. زمانی که نرخ خوراک دهی پایین باشد با افزایش HRT نرخ تولید بیوگاز کم می شود در نرخ خوراک دهی بالا با افزایش HRT نرخ تولید بیوگاز افزایش پیدا می کند که بیشترین درصد حذف در HRTهای بالاتر و پایین تر اتفاق افتاد؛ زیرا به ازای HRTهای پایین تلاطم جریان بالاست و لجن و پساب ورودی در تماس بیشتری باهم قرار می گیرند و درHRTهای بالا مواد،آلی فرصت تجزیه ی کامل را دارند و به

بیوگاز عمدتاً ترکیبی از متان و دی اکسید کربن است که توسط هضم بی هوازی مواد آلی تولید می شود. متان به دلیل ارزش حرارتی بالا، یک ترکیب غنی از انرژی محسوب می شود و می تواند برای اهداف مختلف مانند گرمایش، پخت و پز و تولید برق استفاده شود. اگر بیوگاز ارتقا یابد (بهبود استاندارد)، می تواند به عنوان سوخت خودرو نیز استفاده شود. بیوگاز پس از چهار مرحله پیچیده شامل هیدرولیز اسیدزایی، استوژنز و متانوژنز به دست می آید. تولید بیوگاز تحت تأثیر عوامل متعددی مانند نرخ بارگذاری آلی، زمان ماند هیدرولیکی، نسبت کربن به نیتروژن، pH، آمونیاک، دما و اختلاط قرار دارد. مطالعه این عوامل علاوه بر واکنش های متابولیکی باکتریایی که در هضم یا تخمیر بی هوازی دخیل هستند، در مطالعات تجربی پیچیده است. با این حال این عوامل و متابولیسم در هضم بی هوازی را می توان با کمک مدل ها تفسیر کرد. شبیه سازی فرآیندهای مختلف توسط صنایع و محققان به خوبی مورد استقبال قرار می گیرند، زیرا می توانند فرایند واقعی را به دقت پیش بینی کنند و هزینه های انجام شبیه سازی بسیار ارزان تر است. در این مطالعه، یک مدل شبیه سازی فرایند با استفاده از اسپن پلاس ورژن 8.8 توسعه داده شده است. اسپن پلاس یک نرم افزار شبیه سازی فرایندهای شیمیایی است که برای طراحی، بهینه سازی و شبیه سازی فرایندهای شیمیایی و صنعتی استفاده می شود. در این مدل از 46 واکنش استفاده شد که واکنش های هیدرولیز بر اساس درصد تبدیل و سایر واکنش ها بر اساس سینتیک وارد شدند سه نوع خوراک شامل کود حیوانی، ضایعات جامد شهری و هضم ترکیبی شبیه سازی شد. مراحل شبیه سازی به طور کلی 5 قسمت بود. لیست مواد، واکنش ها، مدل ترمودینامیکی و مقدار خواصی که به صورت دستی وارد شدند برای هر سه خوراک یکسان می باشد. تفاوت در جریان های ورودی و شرایط عملیاتی است که به ترتیب بسته به نوع خوراک و همچنین شرایط عملیاتی متغیر است. از آنجایی که بازه ترکیب درصد بیوگاز تولیدی بسیار متفاوت و گسترده است در این شبیه سازی ها تمرکز بر نرخ خروجی گاز می باشد. به طور کلی نتایج شبیه سازی این مطالعه خطای کمی در مقایسه با نتایج آزمایشگاهی سایر مقالات داشت. بعلاوه اینکه در پژوهش حاضر تاثیر پارامترها بررسی و بحث شد که با استفاده از آنها می توان به طور نسبی به مقدار بهینه پارامترها دست یافت. همچنین نتایج حاکی از قرار گرفتن

ارائه و ارزیابی سیستم هیبرید نوین هضم بیهوازی نرخ بالا بستر لجن توسعه یافته (EGSB) راکتور اختلاط کامل (CSTR)

انرژی به عنوان یک پارامتر مفید برای تجزیه و تحلیل و ارزیابی پایداری کشاورزی در نظر گرفته شده است. لذا در این تحقیق، محصول غالب (گیلاس و گردو) شهرستان لواسانات در استان تهران از نظر الگوی مصرف انرژی، و تبعات زیست محیطی ناشی از مصرف بی رویه نهاده های کشاورزی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. ارزیابی چرخه زندگی این محصول به منظور تعیین بارهای محیطی تولید شده استفاده شد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که کل انرژی مورد نیاز در تولید گیلاس و گردو در منطقه لواسانات به ترتیب MJ/ha 89/14256 و MJ/ha 41/12677 بدست آمد. نتایج تحقیق نشان داد که انرژی کودهای شیمیایی با مصرف 35/34 % از کل انرژی مصرفی (MJ/ha 69/4900) و 50/92 % از کل انرژی مصرفی (MJ/ha 198/11727)، بیشترین سهم مصرف انرژی را به ترتیب در تولید گیلاس و گردو در منطقه لواسانات به خود اختصاص داد. در بین کودهای شیمیایی، کود نیتروژن بیشترین مصرف انرژی را داشت. نسبت انرژی برای گیلاس و گردو به ترتیب 67/1 و 19/10 به دست آمد. نتایج حاصل از ارزیابی چرخه زندگی نشان داد که در این مطالعه میانگین شاخص آسیب به دسترسی منابع برای تولید یک تن گیلاس و گردو به ترتیب USD 2013 90/20 و 19/91 می باشد نتایج همچنین نشان داد که برای هر دو محصول، بیشترین اثرات در شاخص های سلامت انسان و اکوسیستم ناشی از انتشار در مزرعه است.

امروزه با پدیده رشد جمعیت به تبع آن رشد شهرنشینی در جوامع امروزی تولید فاضلاب شهری در حال افزایش است، به همین منظور وجود تصفیه خانه فاضلاب جهت کاهش حجم فاضلاب تولیدشده، امری ضروری است. فرآیند تصفیه فاضلاب در تصفیه خانه جنوب تهران درنهایت منجر به تولید انرژی (الکتریسیته و حرارت) در واحد CHP شده که دارای یک سری اثرات زیست محیطی است که هدف اصلی از این مطالعه، ارزیابی تأثیر زیست محیطی نیروگاه بیوگاز لجن فاضلاب شهری در تصفیه خانه جنوب تهران طبق روش ارزیابی چرخه حیات است. در این سیستم دو فاز در نظر گرفته شد که فاز اول فرآیند تصفیه فاضلاب و فاز دوم شامل فرآیند تولید الکتریسیته و حرارت از بیوگاز تولیدی از هاضم‎های بی هوازی (AD-CHP) است. برای ارزیابی زیست محیطی این سیستم، از روش ارزیابی چرخه حیات (LCA) استفاده شد و با نرم افزار Simapro تحت روش 2016 ReCiPe تجزیه وتحلیل انجام و نتایج بیان شد، طبق این روش ابتدا مرز سیستم برای دو فاز تعیین و جهت تکمیل فهرست موجودی چرخه حیات، اطلاعات ورودی و خروجی تصفیه خانه میزان انرژی مصرفی، برق و حرارت تولیدی و سایر موارد جمع آوری شد همچنین برای جمع آوری اطلاعات در این پژوهش از طریق مصاحبه با کارشناسان مربوطه تصفیه خانه جنوب تهران، استفاده از پایگاه داده اکواینونت استفاده شد. درروش 2016 ReCiPe نتایج در دو سطح میانی (شامل 3 دسته تأثیر) و نهایی (شامل 18 دسته تأثیر) بیان شد. نتایج برای فاز اول نشان داد که فاکتورهای فاضلاب تصفیه شده و کلر، بیشترین تأثیرات نامطلوب زیست محیطی را به خود اختصاص داد که فاضلاب تصفیه شده در بین 18 دسته تأثیر در طبقه سیمت زیست محیطی دریا با مقدار kg 1,4-DCB1531/101 بیشترین تأثیرات زیست محیطی را در بین موارد ذکرشده داشت. الکتریسیته مصرفی از واحد chp در فرآیند تصفیه فاضلاب باعث کاهش اثرات زیست محیطی در اکثر طبقات تأثیر شد. درکل بیشترین تأثیرات نامطلوب زیست محیطی فرآیند تصفیه فاضلاب مربوط به آسیب در طبقه سلامت انسان و اکوسیستم است که فاضلاب تصفیه شده دارای انتشارت مستقیم در محیط زیست است که این انتشارات حاصل از اثرات زیست محیطی خود فرآیند تصفیه فاضلاب است. در فاز دوم، فرآیند هضم بی هوازی (AD)، موارد برق گرما در تمامی طبقات دارای کاهشی بر روی محیط زیست هستند که در بین 18 دسته تأثیر الکتریسیته در طبقه سمیت سرطان زا در انسان با

پسماند مواد لیگنوسلولزی حاصل از ضایعات کشاورزی روز به روز در حال افزایش است. این مواد به دلیل دارا بودن پیوندهای محکم هیدروژنی به راحتی تجزیهپذیر نیستتتتندن بنابراین برای تولید زیستتتتگاز از آنها نیاز به اعمال فرایند پیشتیمار بر روی آنها میباشتتتد. در این م العه اثر پیشتیمارهای آلتراستونی ن مایکروویو و پمستمایسترد بر تجزیهپذیری کاه کلزا با استتداده از ه تم بیهوازی در شتراید دمایی مزوفیل و در سی ستم BMP ت ست مورد برر سی قرارگرفت. طراحی آزمایش ها برای هری از این سه پیشتیمار با فاکتورها و س وح مختلف در نرم افزار Desing Expert انجامشتتد. پیشتیمار آلتراستتونی و پمستتما بر حستت زمان و پیش تیمار مایکروویو بر حستت زمان-توان اعمال به عنوان فاکتور A در 4 ست و و TS به عنوان فاکتور B در 3 ست و مورد بررستی قرارگرفت. مدل استتخرا شتده با استتداده از دول ANOVA ن نمودارهای تشخیص خ ا و مقایسهی سریع فاکتورها تحلیلشد. نتایج نشان داد بیشترین تولید بیوگاز در پیشتیمار آلترا سونی در زمان 30 دقیقه با TS=8% و در پیشتیمار مایکروویو در زمان 12 دقیقه با توان 450 وات و TS=10% اتداق افتاد. تاثیر پیشتیمار پمستتتما نیز به تنهایی در محید خمء بر افزایش تولید بیوگاز از کاه کلزا در این پژوهش و با استداده از امکانات آزمایشگاهی در دسترسن از نظر آماری معنیدار نبود.

محصولات غذایی سرخ شده با توجه به ویژگی های منحصربه فرد مانند رنگ، بو، طعم و بافت مطلوب بسیار مورد توجه می باشند. کنترل شرایط سرخ کردن و استفاده از پوشش های هیدروکلوئیدی خوراکی (صمغ ها) یکی از روش های مناسب برای کاهش جذب روغن، حفظ رطوبت و بهبود خصوصیات ظاهری مواد غذایی سرخ شده است. در این مطالعه، اثر صمغ های دانه ریحان، دانه مرو و گزانتان در چهار سطح 0/0، 5/0، 0/1 و 5/1 درصد به عنوان پوشش های خوراکی و دمای سرخ کردن در سه سطح دمایی 150، 175 و 200 درجه سلسیوس بر مقدار جذب روغن، محتوای رطوبت و خصوصیات ظاهری برش های بادمجان سرخ شده بررسی شد. مؤلفه های رنگی شامل روشنایی (L*)، قرمزی (a*)، زردی (b*) و شدت تغییرات رنگ (∆E) برای بررسی تغییرات ظاهری در هنگام سرخ کردن عمیق برش های بادمجان استفاده شدند. نتایج نشان داد پوشش دهی با صمغ های دانه ریحان، دانه مرو و گزانتان باعث کاهش افت رطوبت و جذب روغن در هنگام سرخ کردن عمیق برش های بادمجان می شود (05/0>P). مقدار جذب روغن برش های بادمجان بدون پوشش سرخ شده 39/49 درصد بود که با افزایش غلظت صمغ های دانه ریحان، دانه مرو و گزانتان به 5/1 درصد، به صورت معنی دار و به ترتیب به 23/25، 28/26 و 04/31 درصد کاهش یافت (05/0>P). طی فرآیند سرخ کردن مقدار شاخص روشنایی برش های بادمجان کاهش یافت، اما شدت تغییرات برای نمونه های پوشش داده شده کمتر بود (05/0>P). میانگین مقادیر EΔ برای نمونه شاهد، 5/0 درصد، 1 درصد و 5/1 درصد صمغ دانه مرو به ترتیب برابر 66/44، 25/46، 85/45 و 80/39 بود. کمترین مقدار ∆E و تغییرات چروکیدگی سطحی مربوط به برش های بادمجان پوشش داده شده توسط صمغ دانه ریحان بودند (05/0>P). برای مدل سازی شاخص تغییرات رنگ، مدل ام ام اف در مقایسه با مدل های توانی، درجه دوم، گومپرتز، لجستیک، ریچارد و ویبول خطای کمتری داشت و به خوبی با داده های آزمایشگاهی برازش شد. میانگین تغییرات مساحت محاسبه شده برای نمونه شاهد، 5/0 درصد، 1 درصد و 5/1 درصد موسیلاژ دانه ریحان به ترتیب برابر 41/49، 68/43، 41/42 و 66/36 بود. متوسط تغییر سطح برش های بادمجان سرخ شده با افزایش دمای سرخ کردن از 150 به 200 درجه سلسیوس از 61/50 به 03/62 درصد افزایش یافت. در مجموع، استفاده از 5/1 درصد صمغ دانه ریحان به عنوان پوشش خوراکی به دلیل کاهش جذب روغن و بهبود خصوصیات ظاهری برش های بادمج

یکی از روش های خشک کردن میوه ها استفاده از تابش فروسرخ است که باعث افزایش سرعت خشک کردن، حفظ کیفیت محصول نهایی و کاهش هزینه‎های فرآیند می‎شود. همچنین پوشش دهی میوه ها با استفاده از صمغ های خوراکی باعث افزایش کیفیت ظاهری، بهبود رنگ و کاهش چروکیدگی آنها در انتهای فرآیند خشک کردن می گردد. لذا در این پژوهش تغییرات وزن، رطوبت، شاخص های رنگی شامل روشنایی (L*)، قرمزی (a*)، زردی (b*)، تغییرات رنگ (EΔ)، سطح، زمان خشک شدن و ضریب نفوذ مؤثر رطوبت برش های زردآلو پوشش داده شده با صمغ های گزانتان و دانه بالنگو هنگام خشک شدن در سامانه فروسرخ بررسی گردید. برای مدل سازی این فرآیند نیز از معادله های تجربی هندرسون و پابیس، تقریب انتشار، پیج، پیج اصلاح شده، نیوتن، میدیلی و لگاریتمی، و روش الگوریتم ژنتیک- شبکه عصبی مصنوعی استفاده شد. در این مطالعه برش های زردآلو تازه (استوانه ای شکل با ضخامت 5/0 سانتی متر) با صمغ های گزانتان و دانه بالنگو (با غلظت 6/0 درصد) پوشش دهی شدند و سپس نمونه های شاهد و پوشش داده شده درون خشک کن فروسرخ قرارگرفته و اثرات توان پرتودهی در سه سطح150، 250 و 375 وات و در سه فاصله 5، 5/7 و 10 سانتی متر بر ویژگی های ذکرشده بررسی شد. نتایج نشان داد که پوشش دهی باعث افزایش زمان خشک شدن نمونه ها می شود، اما این تغییر معنی دار نبود (05/0P). با افزایش توان منبع حرارتی و کاهش فاصله نمونه ها از لامپ فروسرخ، ضریب نفوذ مؤثر رطوبت به ترتیب از 9-10×48/1 به 9-10×56/5 مترمربع بر ثانیه و از 9-10×26/2 به 9-10×28/4 مترمربع بر ثانیه افزایش یافت (05/0>P). از بین معادله های تجربی بررسی شده مدل پیج برازش بهتری با داده های آزمایشگاهی داشت (988/0r>) و این معادله برای مدل سازی سینتیک خشک شدن فرآیند استفاده شد و ضرایب ثابت آن گزارش گردید. ازنظر شاخص روشنایی، نمونه های پوشش داده شده روشن تر بودند و زردآلوهای پوشش داده شده با صمغ دانه بالنگو مقادیر L* بالاتری داشتند. ازنظر شاخص تغ

امروزه صمغ های گیاهی و تجاری به منظور بهبود خصوصیات رئولوژیکی، بافتی و حسی مواد غذایی استفاده می شوند. دانه های ریحان و مرو دارای مقادیر قابل توجهی صمغ (موسیلاژ) با خواص عملکردی مناسب هستند که بعد از استخراج از دانه ها و خشک شدن می توانند به صورت پودر در فرمولاسیون محصولات مختلف استفاده شوند. در این مطالعه جهت خشک کردن موسیلاژ دانه های ریحان و مرو از روش پرتودهی فروسرخ استفاده شد. اثر توان لامپ فروسرخ (150، 250 و 375 وات)، فاصله نمونه از لامپ ها (4، 8 و 12 سانتی متر) و ضخامت نمونه (5/0، 1 و 5/1 سانتی متر) بر زمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش توان لامپ، کاهش فاصله نمونه از لامپ و کاهش ضخامت موسیلاژ، ضریب نفوذ مؤثر رطوبت (Deff) افزایش یافته و در نتیجه زمان خشک شدن نمونه ها در خشک کن فروسرخ کاهش می یابد. بر اساس نتایج پردازش تصویر، افزایش توان تابش فروسرخ تأثیر مثبتی بر روشنایی موسیلاژ خشک شده داشت (افزایش شاخص L*) و باعث کاهش شاخص تغییرات رنگ (∆E) شد. جهت مدل سازی سینتیک خشک شدن نمونه ها از مدل های تجربی استفاده شد. داده های تجربی نسبت رطوبت (MR) با 8 مدل لایه نازک برازش شدند. نتایج بدست آمده مدل پیج را به عنوان بهترین مدل برای توصیف سینتیک خشک کردن نمونه ها با بیشترین ضریب تعیین (r2) و کمترین خطای استاندارد (SE) معرفی کرد. مدل سازی شبکه عصبی مصنوعی جهت پیش بینی میانگین زمان خشک شدن موسیلاژ دانه ریحان و مقدار رطوبت و نسبت رطوبت موسیلاژ دانه مرو در طول خشک شدن مورداستفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد شبکه ای با تعداد 8 نرون در یک لایه پنهان و با استفاده از تابع فعال سازی سیگموئیدی به خوبی می تواند این مقادیر را با ضریب همبستگی بالا پیش بینی کند. از سیستم استنتاج تطبیقی فازی- عصبی (انفیس) نیز با سه ورودی توان لامپ، فاصله نمونه از لامپ و ضخامت موسیلاژ جهت پیش بینی زمان خشک شدن و چهار ورودی توان لامپ، فاصله نمونه از لامپ، ضخامت موسیلاژ و زمان حرارت دهی جهت پیش بینی نسبت رطوبت نمونه ها در خشک کن فروسرخ استفاده شد. مقادیر ضریب تعیین محاسبه شده برای پیش بینی زمان خشک شدن و نسبت رطوبت موسیلاژ دانه های ریحان و مرو به ترتیب برابر 96/0، 99/0، 92/0 و 99/0 بود که نشان دهنده ی وجود همبستگی بالا بین داده های تجربی و مقادیر پیش بینی شده توسط مدل انفیس می با

امروزه، تامین انرژی و آلودگی محیط زیست، دو نگرانی مهم جوامع انسانی در سراسر جهان است. تولید سوخت های زیستی تجدیدپذیر یکی از راه حل های این معضل می باشد. زیست توده منبع عمده ای از انرژی تجدیدپذیر در جهان است که می تواند جایگزین سوخت های فسیلی شود. یکی از مزیت های مهم تولید انرژی از زیست توده مثلاً با تبدیل آن به بیوگاز، نیاز به سرمایه گذاری کمتر در مقایسه با انواع دیگر انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی برق آبی، انرژی خورشیدی و انرژی باد است. در این پژوهش به تولید بیوگاز به وسیله هضم هم زمان پسماند نیشکر، تفاله چای سیاه و فاضلاب شهری پرداخته شده است. طراحی آزمایش ها به وسیله نرم افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. در این طراحی از طرح مخلوط استفاده شد و بر اساس خروجی نرم افزار 22 راکتور با حجم 500 میلی لیتر از ترکیبات مختلف مواد بارگذاری شد. آزمایش ها در محدوده دمایی مزوفیلیک انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده از این مطالعه بهترین ترکیب برای رسیدن به بالاترین عملکرد تولید بیوگاز شامل ترکیبی از 25% پسماند لیگنوسلولزی گیاه نیشکر ، 34% چای سیاه و 41 % فاضلاب شهری بود. این مقدار برابر با 239 mL/g vs بیوگاز می باشد.

هضم بی هوازی لجن یکی از گسترده ترین فرآیندهای تثبیت در شبکه های تصفیه فاضلاب است که لجن را به یک محصول پایدار تبدیل می کند و هم زمان، با تولید بیوگاز انرژی را بازیابی می کند. هدف از این تحقیق، بررسی اثر سینرژی لجن فاضلاب و جلبک در هضم ترکیبی بی هوازی، بررسی تاثیر هضم ترکیبی بی هوازی روی شرایط عملکردی و تولید متان راکتور و بهینه سازی نسبت ترکیب لجن فاضلاب و جلبک در در فرآیند هضم بی هوازی است. در این مطالعه، آزمایش ها در آزمایشگاه انرژی های تجدیدپذیر گروه مهندسی بیوسیستم دانشگاه بوعلی سینا و آزمایشگاه محیط زیست دانشگاه آزاد همدان انجام شد. لجن فاضلاب از تصفیه خانه فاضلاب همدان و جلبک سبز کلادوفورا از پژوهشکده آبزی پروری آب های داخلی (بندر انزلی) تهیه و از روش BMP برای سنجش بیوگاز و متان تولیدی استفاده شد. جامدات کل (TS)، کل جامدات فرار (TVS) و تقاضای اکسیژن شیمیایی (COD) براساس روش های استاندارد اندازه گیری شدند و برای طراحی آزمایش ها از روش شناسی سطح پاسخ (RSM) و نرم افزار Design Expert استفاده شد.نتایج به دست آمده از این پژوهش به طور خلاصه عبارتند از: 1. استفاده از لجن تصفیه خانه های فاضلاب یک گزینه مناسب برای تولید انرژی پاک به شکل بیوگاز است. با هضم این نوع لجن علاوه بر تولید انرژی تجدیدپذیر می توان در جهت حفظ محیط زیست نیز گام برداشت. 2. جلبک سبز کلودوفورا می تواند به عنوان یک منبع غنی از نیتروژن به منظور بهبود نسبت C/N لجن فاضلاب استفاده شود. 3. از نرم افزار دیزاین اکسپرت می توان به عنوان یک نرم افزار کاربردی در بهینه سازی آزمایش-ها استفاده کرد. 4. طرح مخلوط در نرم افزار دیزاین اکسپرت یک گزینه مناسب برای بهینه کردن ترکیب سوبستراهای مختلف به منظور انجام هضم هم زمان بی هوازی می باشد و با استفاده از این طرح می-توان به بهترین ترکیب های سوبسترا برای بیشینه کردن تولید بیوگاز دست یافت. 5. درپژوهش حاضر به هضم هم زمان بی هوازی لجن اولیه، لجن ثانویه و جلبک کلادوفورا پرداخته شد. از نتایج حاصل از این مطالعه می توان دریافت که بهینه ترین حالت هضم با ترکیبی حاوی 64% لجن اولیه و 36% جلبک کلادوفورا اتفاق خواهد افتاد.

برای کاهش آلودگی محیط زیست ووابستگی به سوخت های فسیلی، منابع تجدیدپذیر مبتنی بر فن آوری های تولید هیدروژن درسراسرجهان مورد توجه قرار گرفته اند. دانشمندان معتقدند که سوخت های فسیلی درآینده نزدیک به اتمام می رسند.باید در اندیشه بهره جویی از انرژی های جایگزین باشیم. مشکلات اخیر زیست محیطی در جهان، بهره گیری از سوخت های فسیلی رابه سوی انرژی های نو وتجدید پذیر سوق داده است.در این پژوهش به بررسی هضم بی هوازی لجن فاضلاب شهری اولیه وثانویه و برگ پودر شده ی نیشکر پرداخته شد. همچنین از مقدار اندکی کود گاوی هضم شده به عنوان ماده تلقیح استفاده گردید.طراحی آزمایش ها به وسیله نرم افزار دیزاین اکسپرت و در قالب طرح مخلوط انجام شد. 24 هاضم آزمایشگاهی هرکدام با حجم 500 میلی لیتر برای انجام آزمایشات،با توجه به خروجی طراحی آزمایش ها توسط نرم افزاردر نظر گرفته شد که هرکدام به میزان 500 میلی لیتر از ترکیبات مختلفی از سه ماده پر شدند. هاضم ها در محدوده دمایی مزوفیلیک (37 درجه سانتی گراد) در یک زمان ماند 21 روزه نگهداری شدند واندازه گیری بیوگاز با روش BMP test به صورت روزانه انجام شد. طبق نتایج به دست آمده از آزمایش ها بهترین ترکیب شامل لجن فاضلاب اولیه 28./.،لجن فاضلاب ثانویه 99/48 ،برگ پودر شده ی نیشکر7./. بود که این ترکیب بیوگازی معادل 8581 میلی لیتر با میانگین تولید متان 36./.تولید کرد. پس از مدل سازی،نرم افزاردیزاین اکسپرت ترکیب بهینه ای را پیش بینی کرد که شامل لجن فاضلاب اولیه 70./.لجن فاضلاب ثانویه صفر درصد، برگ پودر شده ی نیشکر30./. درصد بود. میزان تولید بیوگاز دراین پیش بینی برابر با 14/8992 میلی لیتر بود که 36./. آن را متان تشکیل می داد.ازنتایج به دست آمده از این پژوهش می توان دریافت که به منظور غلبه بر شرایط اسیدی شدن درهضم موادی مانند برگ نیشکر، می توان از ترکیب موادی با ثبات pH بالاتر استفاده کرد وحجم بیوگاز و متان تولیدی را در یک دوره مشخص افزایش داد. همچنین استفاده از ماده تلقیح به دلیل وفور میکروارگانیسم ها به عملیات هضم سرعت می دهد و باعث صرفه جویی در زمان و انرژی می گردد.

پیش فرآوری شیمیایی پسماند لیگنوسلولزی کدوی آجیلی (Cucurbita pepo L.) به منظور افزایش نرخ هیدرولیز و بهبود تولید گاز زیستی در فرآیند هضم بی هوازی در نرخ های متفاوت بارگذاری مواد آلی جامد

آلودگی های زیست محیطی و امنیت انرژی از جمله بزرگترین چالش های انسان در قرن 21 است. کاهش انتشار گازهای گلخانه-ای و گرمایش جهانی با اکتشاف انرژی های جایگزین و کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی امکان پذیر است. هزینه مؤثر تولید انرژی و استفاده از بازده انرژی زیستی کلید بهبود کیفیت زندگی در کشورهای در حال توسعه است.در این پژوهش به بررسی هضم بی هوازی خون گوسفند و آب پنیر پرداخته شد. همچنین از کود گاوی هضم شده به عنوان ماده تلقیح استفاده گردید. طراحی آزمایش ها به وسیله نرم افزار دیزاین اکسپرت و در قالب طرح مخلوط انجام شد. 22 هاضم آزمایشگاهی هرکدام با حجم 500 میلی لیتر برای انجام آزمایشات، با توجه به خروجی طراحی آزمایش ها توسط نرم افزار در نظر گرفته شد که هرکدام به میزان 300 میلی لیتر از ترکیبات مختلفی از سه ماده پر شدند. هاضم ها در محدوده دمایی مزوفیلیک (37 درجه سانتی گراد) در یک زمان ماند 21 روزه نگهداری شدند و اندازه گیری بیوگاز با روش BMP test به صورت روزانه انجام شد. طبق نتایج به دست آمده از آزمایش ها بهترین ترکیب شامل 55% خون گوسفند، 15% آب پنیر و 30% ماده تلقیح بود که این ترکیب بیوگازی معادل 4352 میلی لیتر با میانگین تولید متان %50 تولید کرد. پس از مدل سازی، نرم افزار دیزاین اکسپرت ترکیب بهینه ای را پیش بینی کرد که شامل 46% خون گوسفند، 17% آب پنیر و 37% ماده تلقیح بود. میزان تولید بیوگاز در این پیش بینی برابر با 4281 میلی لیتر بود که 4/50% آن را متان تشکیل می داد. از نتایج به دست آمده از این پژوهش می توان دریافت که به منظور غلبه بر شرایط اسیدی شدن در هضم موادی مانند آب پنیر، می توان از ترکیب موادی با ثبات pH بالاتر استفاده کرد و حجم بیوگاز و متان تولیدی را در یک دوره مشخص افزایش داد. همچنین استفاده از ماده تلقیح به دلیل وفور میکروارگانیسم ها به عملیات هضم سرعت می دهد و باعث صرفه جویی در زمان و انرژی می گردد.

فرایند هضم بی هوازی ترکیبی روشی است جهت بهبود بازدهی فرایند هضم بی هوازی که مورد توجه پژوهشگران می باشد . در این پژوهش به بررسی هضم ترکیبی بی هوازی ، خاک اره ، میکرو جلبک گونه ی کلرولا و فضولات دامی پرداخته شد که در آن خاک اره به عنوان یک ماده مکمل به ترکیب میکرو جلبک و فضولات دامی اضافه می شود تا بازده هاضم های بی هوازی افزایش یابد . طی این مطالعه از 16 هاضم به حجم 500 میلی لیتر استفاده شد که تمامی آن ها در شرایط دمایی میان دوست ( مزوفیلیک ) به بهره برداری رسیدند که این دما برابر 3 می باشد. زمان ماتند برای همه ی هاضم ها 30 روز در / تمامی هاضم ها برابر 8 TS 38 درجه سانتی گراد بوده و نسبت های مختلف ترکیب سه ماده ی Design Expert نظر گرفته شد طی این آزمایش با استفاده از نرم افزار 231 می باشد که این م قدار مربوط به ml/d مذکور طراحی گردید . حداکثر مقدار متوسط گاز تولیدی در روز 33 % فضولات دامی می باشد که افزودن خاک اره / 58 %جلبک و 3 / 8%خاک اره ، 3 / طرحی می باشد که حاوی 3 طرح مذکور برابر 22 می باشد که در مقایسه با طرح C/N شده است که مقدار C/N باعث بهینه سازی مقدار پارامتر 35 % بیوگاز تولیدی افزایش یافته است. افزودن خاک اره وکم بودن بار آلی -% هایی که فاقد خاک اره می باشند 25 در هاضم هایی که حاوی خاک اره می باشند توقف تولید بیوگاز و اسیدی شدن TS هاضم ها به دلیل پایین بودن سوبسترای داخل هاضم مشاهده نشد. در نتیجه افزودن خاک اره ضمن کمک به پایداری هاضم باعث افزایش تولید بیوگاز شده است.

امروزه با توجه به رشد جمعیت، تولید پسماند جامد آلی شهری (OFMSW) و به خصوص پسماند غذا در حال افزایش است که با توجه به کمبود فضا برای دفن این پسماندها و یا مشکلات محیط زیستی ناشی از سوزاندن آن ها، یافتن راه کارهایی مناسب برای مدیریت این پسماندها ضروری به نظر می رسد. استفاده از پسماند آلی جامد شهری در فرآیند هضم بی هوازی (AD) می تواند روشی مناسب جهت مدیریت و استحصال انرژی باشد. تاکنون راهکارهای زیادی جهت انجام بهتر این فرآیند ارائه شده است، که یکی از این راهکارها افزودن عناصر کم مصرف به هاضم می باشد. نانو ذرات به دلیل پراکندگی و سطح تماس بیشتر نسبت به ذرات بزرگ تر با اندازه میکرو، فعالیت و نفوذ بهتری در سلول های بیولوژیک دارند. در بخش نخست آزمایش ها، پسماند آلی جامد شهری را به یک اندازه خرد کرده و با کود گاوی (CM) میکس شد، و آن را داخل یک راکتور بزرگ ریخته تا مرحله هیدرولیز آن اتفاق افتاد. بعد از هیدرولیز مواد را داخل راکتورهای کوچک به اندازه یکسان ریخته شد. در پژوهش حاضر، تأثیر افزودن نانو ذرات روی (ZnO)، نانو ذرات اکسید آهن (Fe3O4) و نانو ذرات اکسید کبالت (Co2O3) بر تولید بیوگاز و بیومتان حاصل از هضم بی هوازی پسماند آلی جامد شهری و کود گاوی بررسی و مطالعه شد. نانو ذرات استفاده شده برای انجام آزمایش ها با نام تجاری مرک برای انجام آزمایش ها استفاده شد. سپس با استفاده از نرم افزار Design Expert-11 آنالیزها انجام شده، و تأثیر نانو ذرات بر هضم بی هوازی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نانو ذرات استفاده از عناصر کم مصرف و ضروری با غلظت های بهینه در بستر هاضم، به طور بالقوه باعث ایجاد اثراتی مثبت بر پایداری فرآیند هضم، کاهش بیشتر ناخالصی ها و گازهای آلاینده موجود در بیوگاز، و تولید بیوگاز بیشتر شده است. نانو ذرات روی (ZnO) به دلیل اثر سمی بودن آن روی باکتری های بی هوازی در روزهای اول به طور مستقیم، روی سمیت باکتری های بی هوازی تأثیر گذاشت و باعث کاهش بیوگاز تولیدی شد. اما بعد از چند روز باکتری های بی هوازی با اثر سمی بودن مواد اضافه شده آشنا شده و قادر به زنده ماندن در چنین شرایطی بودند، و باعث افزایش بیوگاز تولیدی شد.