چگونگی تأثیر روشهای پیش پردازش بر بازده تبدیل تولید انرژی زیست توده تأثیر می گذارد

تحقیقات در مورد تولید انرژی از زیست توده معمولاً بر میزان انرژی تولید شده متمرکز است. تونی گریفت ، استاد مهندسی کشاورزی و زیست شناسی دانشکده کشاورزی ، مصرف کننده و علوم زیست محیطی و کالج مهندسی گرینگر در دانشکده کشاورزی گفت: اما مهم است که توجه کنیم که چه مقدار انرژی وارد فرآیند می شود ، مؤلفه ای که اغلب مورد غفلت واقع می شود. دانشگاه ایلینویز.

Grift در مطالعه جدیدی که در Bioresource Technology Reports منتشر شده است ، مؤلف است که نگاهی به کارآیی بایگانی دو محصول که اغلب به عنوان زیست توده برای تولید انرژی ، miscanthus giganteus و نیشکر باگاس استفاده می شود ، می پردازد.

وی توضیح داد: "هدف ما این بود که تعیین کنیم چقدر انرژی برای تهیه این مواد لازم است. این یک نگاه جامع به روشهای مختلف پردازش و ارتباط آنها با کارآیی تبدیل است."

این دو ماده به دلیل اهمیت آنها برای تولید انرژی انتخاب شدند. Miscanthus به طور معمول به عنوان یک محصول زینتی پرورش داده می شود ، اما مقدار زیادی زیست توده دارد و با مصرف بسیار کمی ازت از آن به راحتی رشد می کند. باگاس قند فرآورده جانبی است که پس از خرد شدن نیشکر به آن اضافه می شود تا آب قند را به دست آورد.

این تحقیق با همکاری شیمی دانان دانشگاه کالیفرنیا در برکلی انجام شد. گریفت می گوید ، رویکرد بین رشته ای تحقیقات را بی نظیر می کند ، زیرا کل تعادل انرژی را در نظر می گیرد. محققان U از من میزان مصرف انرژی حاصل از برداشت و پردازش مواد را مورد مطالعه قرار دادند ، در حالی که شیمی دانان برکلی روی تبدیل زیست توده به گلوکز متمرکز شده اند که برای ساخت اتانول مورد استفاده قرار می گیرد.

محققان درصد از ارزش گرمایی ذاتی (PIHV) را تعیین کردند ، که میزان انرژی ورودی و خارج از فرایند تولید را اندازه گیری می کند . Grift می گوید: "این به شما می گوید که شما مقدار مشخصی از زیست توده دارید که حاوی مقداری انرژی است. چقدر انرژی برای پردازش خرج می کنید؟ شما نمی خواهید بیش از 5٪ از کل ارزش انرژی را صرف کنید." .

محققان این دو ماده را به 9 روش مختلف پردازش مختلف ، بطور جداگانه یا به صورت ترکیبی قرار دادند. Grift توضیح می دهد که پردازش به دلایل مختلف انجام می شود. پس از برداشت محصول ، باید به یک کارخانه فرآوری منتقل شود و برای کارآمدتر شدن حمل و نقل ، ماده ابتدا فرآیندی به نام کمسیون را طی می کند ، که در آن آنرا خرد یا خرد کرده و به قطعات کوچکتر می پردازد و سپس فشرده می شود.

گریفت توضیح داد که برداشت و فشرده سازی چیز زیادی به معادله انرژی نمی بخشد. منبع اصلی هزینه انرژی کمبود یا کاهش اندازه است. این باعث می شود هزینه انرژی به 5٪ برسد. "او می گوید:" اندازه ذرات کوچکتر فشرده سازی را آسان تر می کند. " "این نیز برای تولید انرژی بهتر است ، زیرا مساحت وسیع تری را برای اتصال آنزیم ها در فرآیند تبدیل فراهم می کند.

روشهای پیش پردازش شامل ساقه های خرد شده و بریده شده ، گندله سازی ، کم کاری و سطوح مختلف فشرده سازی می باشد. از نه گروه درمانی ، پنج مورد شامل میسانتوس ، سه مورد شامل باگاس نیشکر ، و یک شامل ترکیبی از این دو محصول بود. مواد فرآوری شده همه برای آزاد سازی گلوکز در معرض همان فرایندهای شیمیایی قرار گرفتند.

محققان همچنین اثرات اندازه ذرات ، سطح تراکم و ترکیب در بازده تبدیل زیست توده را ارزیابی کردند. نتایج نشان داد که کمبود مصرفی تأثیر مثبتی بر کارآیی گیاه گاوزبان اما نه قند نیشکر دارد ، در حالی که برعکس مورد تجمع گلوله بود. محققان همچنین دریافتند که 50/50 مخلوط از این دو ماده از راندمان تبدیل بالاتری نسبت به باگاس نیشکر برخوردار است ، اما در مقایسه با میسانتوس تنها تفاوت معنی داری وجود ندارد.

Grift می گوید ، این نتایج می تواند برای کمک به تولید انرژی زیست توده کارآمدتر باشد.

وی گفت: "تفاوت ها زیاد نیستند. اما اگر می خواهید کاری در مقیاس بزرگتر انجام دهید ، کشف این موارد در واقع بسیار مهم است."

گریفت تأکید می کند که نتایج مقدماتی است و باید در مطالعات بعدی بررسی شود.

تحقیقات مداوم برای اثبات یافته ها و گسترش دانش دانش به سایر محصولات و سایر روشهای پیش پردازش مورد نیاز است.

مقاله "اندازه گیری تأثیر روشهای پردازش فرآوری زیست توده بر بهره وری بیوشیمیایی miscanthus giganteus و نیشکر باگاس" در مجله فناوری Bioresource منتشر شده است .