بخشی از مقاله
چکیده :
یکی از بهترین روشهای بازیافت، تولید ورمیکمپوست از زباله شهری است. جداسازی بهینه کرمها از مواد آلی بعد از اتمام فرآیند ورمی کمپوستسازی باعث افزایش نرخ تجزیه مواد زائد توسط کرمها میشود. جهت طراحی و ساخت دستگاهی برای القاء حرارت به بستر کود ورمی کمپوست به صورت کنترل شده که هم باعث جداسازی کرمها از بستر شده و هم آسیبی به کرم وارد نشود، داشتن پارامترهای حرارتی کود ورمی کمپوست ضروری میباشد. در این تحقیق ظرفیت گرمای ویژه با روش اختلاط بدست آمد. آزمایشات با سطوح محتوای رطوبتی 10، 20 ، 30، 40 و - w.b - %50 در دماهای 40، 50، 60 و 70°C انجام گرفت. مقدار ظرفیت گرمای ویژه از 1/6537 تا 3/5236 kj/kgœC با افزایش دما و رطوبت افزایش یافت.
-1مقدمه
با توجه به افزایش جمعیت، تولید انواع ضایعات کشاورزی و صنعتی درحال افزایش است. بنابراین، مسئله از بین بردن ضایعات آلی برای حفظ سلامت انسان و محیط زیست از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. کود دامی یکی از پسماندهایی است که امروزه به اهمیت آن پیبردهاند. این کود همواره در باغها و مزارع استفاده میشود، اما معایب بسیاری دارد. حاوی تخم علف هرزی است که در بدن دام و طیور هضم نشده، نمیتواند آب را درون خود نگهداری کند و در ضمن بوی نامطبوع هم دارد.
بنابراین کودهای دام و طیور بایستی فرآوری شوند. تولید ورمی کمپوست راهی است که میتواند این مشکلات را برطرف کند. ورمی کمپوستسازی به معنی استفاده از کرم به منظور تبدیل هر ماده زائد آلی به یک ماده بدون بو، دارای ساختار مناسب و غنی از مواد غذایی مورد نیاز گیاه می باشد
مدفوع کرم یا همان ورمی کمپوست عاری از تخم علف هرز میباشد، چون با گرمایی که در بدن کرم به وجود میآید تخم علف هرز از بین میرود و کود حاصل به خاطر شرایط اسفنجی که دارد میتواند آب را در خود نگه دارد. ورمی کمپوست، کود آلی بیولوژیک است که در اثر عبور مداوم و آرام مواد آلی در حال پوسیدگی از دستگاه گوارش گونههایی از کرمهای خاکی و دفع این مواد از بدن کرم، حاصل میشود.
فرآیند کمپوست سازی با استفاده از کرمهای خاکی، برای تهیه ورمی کمپوست، به عنوان یک فناوری آسان و یک فرآیند حامی طبیعت برای به دست آوردن کودهای آلی از مواد زائد، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. جداسازی بهینه کرمها از مواد آلی بعد از اتمام فرآیند ورمی کمپوستسازی میتواند باعث افزایش نرخ تجزیه مواد زائد توسط کرمها شود. در واقع جداسازی موثر کرمهای زنده، اجازه استفاده مجدد از آنها را داده و این عمل منجر به تولید گسترده ورمی کمپوست و کاهش هزینه تولید آن میگردد. وجود یک فناوری موثر برای جداسازی سریع کرمها از ورمی کمپوست، امکان تسهیل فرآیند تولید کود کمپوست را فراهم میکند.
روش توسعه یافته به منظور جدا کردن کرمها از مواد آلی، همچنین میتواند در بکارگیری کرمها در طرحهای کشاورزی و یا حفظ اکوسیستمهای حساس به کرمها در برابر تهاجم آنها، استفاده گردد. تلفات کرم فاکتور بسیار مهمی در ورمی کمپوستسازی محسوب میشود. بنابراین از روشی برای جداسازی کرمها باید استفاده کرد که دارای کمترین تلفات کرم باشد. با توجه به بررسیهای انجام گرفته روشهای مکانیکی معمول به منظور جداسازی کرم از ورمی کمپوست دارای معایب عمدهای از جمله، عملکرد پایین، زحمت زیاد و صدمه زدن به کرمها میباشند و مناسب ورمی کمپوستسازی تجاری نمیباشد
از طرفی به نظر میرسد استفاده از حرارت کنترل شده و انتقال آن از قسمت زیرین توسط منبع حرارتی به بستر، باعث مهاجرت کلیه کرمها به سطح دستگاه در مدت زمان کم و بدون آسیب رساندن به آنها میشود، بطوریکه بعد از مدت زمان کم تجمع کرمهای بالغ، نوزاد و البته لاروها را روی بستر سبب میگردد. همچنین یکی دیگر از امتیازات مهم روش حرارتی برای انتقال کرمها، قابلیت ترکیب کردن این فرآیند با یک سیستم مکانیزه جداسازی - به عنوان مثال جداساز شانهای انگشتیدار - و بنابراین مناسب بودن این روش در ورمی کمپوستسازی تجاری میباشد. جهت طراحی و ساخت دستگاهی برای انتقال حرارت به بستر کود ورمی کمپوست به صورت کنترل شده بطوریکه باعث مهاجرت کرمها از توده کود شده و آسیبی به کرم وارد نشود، داشتن پارامترهای حرارتی کود ورمی کمپوست از قبیل ظرفیت گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و ضریب انتشار حرارتی ضروری میباشد.
در مواد کشاورزی، به دلیل وابستگی شدید ظرفیت گرمای ویژه، ضریب هدایت حرارتی و ضریب پخش حرارتی به آب درون مواد، دما و محتوای رطوبتی اثر زیادی بر این سه پارامتر دارند. دانشمندان مختلف روشهای گوناگونی را برای تعیین ظرفیت گرمای ویژه مواد کشاورزی و غذایی به کار گرفتهاند. روش اختلاط یک روش معمول برای اندازه گیری ظرفیت گرمای ویژه مواد کشاورزی میباشد. در این روش، ظرفیت گرمای ویژه مواد جامد با سرد کردن ماده گرم در آب سرد و محاسبه گرمای از دست رفته توسط ماده گرم مورد آزمایش و گرمای جذب شده توسط آب سرد، بدست میآید
Mohsenin, 1980 با استفاده از روش مخلوط، ظرفیت ظرفیت گرمای ویژه گندم بهاره در رنج دمایی -33/5 تا 21/8 œC و رطوبت 1 تا - d.b - %23، 1/054 تا 2/521 kJ kg-1 °C-1 بدست آمد
ظرفیت گرمای ویژه گل گاوزبان در رطوبت 1/2 تا - w.b - %30/3 در دماهای 6، 10 و 20œC تعیین شد
ظرفیت گرمای ویژه زیره سبز با افزایش دما از -70 تا 50œC و افزایش رطوبت از 1/8 تا - d.b - %20/5 روند افزایشی را نشان میدهد
ظرفیت گرمای ویژه دانههای خرد شده و پودر ارزن افزایشی بین 1/33 تا 2/40 kJ kg-1°C-1 در محدوده رطوبتی 10 تا - w.b - %30 داشتند
تأثیر رطوبت و دما بر ظرفیت گرمای ویژه چهار رقم پسته ایرانی با روش اختلاط بررسی شد .
ظرفیت گرمای ویژه زرشک افزایش خطی از 1/9653 تا 3/2811 kJ kg-1 °C-1 را در دماهای 50، 60 و 70°C در رطوبتهای 19/3، 38/5، 55/4 و - w.b - %77/3 نشان داد .
ظرفیت گرمای ویژه کود گاوی در رطوبتهای 20، 40، 60 و - w.b - %82 و دماهای 40، 50، 60 و 70ºC افزایشی بین 1/9925 تا3/606 kJkg-1ºC-1 نشان داد
-2مواد و روشها
1-2نحوه ی تهیه ی کود ورمی کمپوست
ورمی کمپوست تولیدی مورد استفاده در این مطالعه از واحد تولید ورمی کمپوست واقع در دانشکده کشاورزی شهریار از استان تهران-شهرستان صفادشت عمل آوری شد و مورد آزمایش قرار گرفت.
2-2 نحوه اندازه گیری رطوبت
برای تعیین محتوای رطوبت اولیه، سه نمونه 100 گرمی از کود طبق استاندارد ASAE S269.4 در داخل آون ساخت شرکت آبیآسا با دمای 103±3˚C به مدت 48 ساعت قرار داده شد. محتوای رطوبت طبق رابطهی - 1 - بر پایهی تر سنجیده شد
3-2 تهیه نمونه کود ورمی کمپوست با رطوبت مورد نظر
برای تهیه نمونههایی با سطوح رطوبتی مورد نظر برای هر آزمایش، با آبپاش به کود آب مقطر اضافه گردید. مقدار آب اضافه شده از رابطه - 2 - محاسبه شد.
پس از اضافه نمودن آب مقطر، نمونهها به مدت 48 ساعت در کیسههای پلاستیکی در بسته، در یخچال با دمای پنج درجه سانتیگراد نگهداری شدند تا رطوبت به طور یکنواخت در نمونهها توزیع شود.
-3تئوری آزمایش
1-3 تعیین ظرفیت گرمایی ویژه
در این تحقیق، روش اختلاط - مخلوط - برای اندازه گیری ظرفیت گرمای ویژه کود ورمی کمپوست مورد استفاده قرار گرفت. فرضیات زیر در این آزمایش در نظر گرفته شد: - 1 - اتلاف گرما در طی انتقال کپسول حاوی نمونه مورد آزمایش از ظرف آب داغ به کالریمتر ناچیز میباشد. - 2 - در انتهای گرم کردن کپسول و نمونه، دمای نمونه مورد آزمایش و کپسول یکسان است. - 3 - تبخیر انجام شده در کالریمتر در طی مدت زمان توازن حرارتی ناچیز است. - 4 - تغییرات ظزفیت گرمایی کالریمتر و کپسول های مورد استفاده در رنج دمایی مورد آزمایش معنی دار نیست
تجهیزات آزمایش
روش آزمایش اختلاط - مخلوط - جهت تعیین ظرفیت گرمایی مواد با تجهیزاتی که در ادامه توضیح داده خواهد شد، توسط محققین زیادی قبلاً مورد آزمایش قرار گرفته است.
