بخشی از مقاله
چکیده
بیوگاز به عنوان منبع انر ژی پاک و تجدید پذیر است که موجب جلوگیری از انتشار گازهای گاخانهای و بازگشت مواد آلی به چرخه محیط زیست طبیعی میشود. گیاه سورگوم شیرین به عنوان یک گیاه انرژی زا شناخته میشود. تولید بیوگاز از سورگوم شیرین میتواند تاثیر زیست محیطی زیادی داشته ونیز تامین کنندهی انرژی در آینده محسوب شود. پیشفراوری با حلال آلی - organosolv - روی ساقه سورگوم شیرین انجام گرفت. از جامد این پیشفراوری معمولا برای تولید اتانول مورد استفاده قرار میگیرد. مایع پیشفراوری حاصل که در پیشفراوریهای معمول با حلال آلی دور ریخته میشود در این تحقیق از این مایع پیشفراوری برای تولید بیوگاز استفاده شد. نتایج حاصل نشان میدهد، مایع پیش فراوری حاصل دارای قندهای گلوکز ،فروکتوز ،سوکروز است و مادهای مفید برای تولید بیوگاز است. پیش فراوریها در دمای 160 - 100درجه سانتیگراد و غلظت اتانول 50 و70 درصد به مدت 30 دقیقه و تخمیر بی هوازی در مدت 50 روز انجام شد. بیشترین تولید متان از نمونه 160 درجه سانتیگراد % 50 اتانول و % 1 اسید سولفوریک بود که حدود - 285/2 - ml/g vs متان تولید کرد. افزایش همیسلولز در مایع پیشفراوری در اثر افزایش دمای پیشفراوری و اضافه نمودن اسید سولفوریک از عوامل افزایش تولید متان در نمونهی ذکر شده میباشد.
مقدمه
یکی از مهمترین چالش های جهانی تضمین منبع انرژی است و بیوگاز به عنوان منبع انر ژی پاک و تجدید پذیر نقش حیاتی در آینده بازی خواهد کرد.تولید بیوگاز بدلیل هزینه کم ودر دسترس بودن سوبستراهای مورد استفاده و نیز شکل متنوع مصرف بیوگاز مزیت اقتصادی بالایی دارد. فرایند بیوگاز می تواند در مقیاس کوچک و بزرگ اجرا شود و این قابلیت ها موجب می شود تا تولید بیوگاز در هر مکانی قابل انجام باشد.[1] غلظت گازهای گلخانه ای در جو به سرعت در حال افزایش است و سوخت های فسیلی مهمترین عامل تولید CO2 می باشد. به منظور کاهش پدیده گرم شدن زمین و تاثیرات تغییرات آب و هوایی ، انتشار گاز های گلخانه ای باید به کمتر از نصف سطح انتشار جهانی سال - IPCC2000 - 1990 کاهش یابد.[10] برای جلوگیری از انتشار گاز های گلخانه ای و بازگشت مواد آلی به محیط زیست طبیعی لازم است تا چرخه از تولید تا مصرف کامل شود
کاهش انتشار گاز های گلخانه ای با استفاده از بیوگازاز دو جنبه قابل بررسی است.الف - بیوگازمیتواند جایگزین سوخت های فسیلی نظیر زغال سنگ ،دیزل،نفت باشد اما چرا سوختن متان بهتر از سوخت های دیگر است و حال آنکه با سوختن هر دو دی اکسیدکربن تولید میشود؟
سوخت های فسیلی از مواد آلی که از طریق فتوسنتز تولید میشود، وقتی که سوخت های فسیلی میسوزند، دی اکسیدکربنی را آزاد میکنند که میلیون ها سال قبل از اتمسفر حذف شده اند وظرفیت فتوسنتز در جهان به مقداری نیست که توانایی حذف این کربن های قدیمی را داشته باشد، اما مواد اولیه تولید بیوگاز شامل مواد آلی است که به تازگی بوجود آمده اند این مواد آلی حتی اگر قبل از استفاده برای تولید بیوگاز از زنجیره غذایی عبور کنند، کربن دی اکسید تولید شد با بیوگاز، توانایی به تعادل رسیدن با کربن حذف شده از طریق فتوسنتز را دارد. یعنی به بیان دیگر بوجود آمدن این تعادل درچرخه کربن در یک دوره زمانی کوتاه صورت می گیرد . استفاده از 1 m3 بیو گاز به جای بنزنو1.3کیلوگرم از هیزم به ترتیب به میزان 1.6و2.6 کیلوگرم انتشار دیاکسید کربن را کاهش میدهد .
ب - تا به حال بیشتر توجه ها برای کاهش اثرات گاز های گلخانه ای به کاهش مقدار CO2 در جو بوده است زیرا نسبت آن در جو از دیگر گاز های گلخانه ای بیشتر است؛اما هر چند گاز های گلخانه ای دیگر در جو غلظت کمتری دارند، اما در بعضی از موارد اثرات گلخانه ای بسیار شدیدتری ایجاد می کند. برای مثال متان که دومین گاز گلخانه ای مهم است - 20 درصد اثر گلخانه ای از متان و 62 در صد آن از دی اکسید کربن است - 23برابر،اثر گلخانه ای بیشتری نسبت دی اکسید کربن دارد.بنابراین کاهش میزان متان می تواند اثرات بسیار بهتری در کاهش میزان اثرات گلخانه ای ایجاد کند.
ضمنا فرایند طبیعی تولید بیوگاز یک بخش مهم از چرخه کربن است و هر ساله 880-590 میلیون تن از متان در سطح جهان از طریق فعالیت های میکروبی در اتمسفر آزاد می شود، که تقریبا 90 درصد آن از تجزیه زیست توده و بقیه از منشاء فسیلی است. درواقع به علت آنکه متان از اثر سوختن به دی اکسید کربن تبدیل میشود. میتوان با به دام انداختن متان، به وسیله ی واحد تولید بیوگاز و مصرف آن به عنوان انرژی، متان را به دیاکسید کربنی تبدیل کرد که به مراتب اثرات گلخانه ای کمتری دارد . تحقیقات نشان می دهد به طور کلی تقریبا 4درصد از انتشار متان طبیعی در جهان را می توان از طریق تکنولوژی بیوگاز کاهش داد 7]و.[8
یک تحقیق جدید در اروپا نشان می دهد می توان سالانه حدود 500 بیلیون متر مکعب بیو متان از پسماند های آلی و گیاهان انرژی زا تولید کرد که این مقدار بیومتان به طور کامل نیاز امروزه به گاز طبیعی در این قاره را تامین می کند. منابع بسیاری مانند گیاهان انرژی زا، زوائد کشاورزی ،سبزه ها وعلف ها ، لجن وفاضلاب ،زباله های شهری و پسماند های غذایی می توانند برای تولید بیوگاز مورد استفاده قرار گیرند. گیاهان انرژی زا محصولاتی هستند که به طور اختصاصی برای تولید بیوگاز در زمین های کشاورزی کشت میشوند؛مانند سورگوم شیرین و ذرت.[3]پیش بینی های انجام شده نشان میدهد؛ 10 تا 20 سال آینده استفاده از گیاهان انرژی زا برای تولید انرژی در جهان به شکل صنعتی افزایش یابد. پیش بینی های انجام شده نشان میدهد؛ 10 تا 20 سال آینده استفاده از گیاهان انرژی زا برای تولید انرژی در جهان به شکل صنعتی افزایش یابد. حتی
