نمذجة ومحاکاة لهاضم حيوي لمخلفات المطبخ على نطاق صغير

نوع المستند : Review Article

المؤلفون

1 مستشفى الاطفال، جامعة المنصورة

2 کلية الهندسة، جامعة عين شمس

3 کلية الهندسة، جامعة المنصورة

المستخلص

الهضم اللاهوائي هى تکنولوجيا لانتاج الغاز الحيوى من المخلفات العضوية ويمکن تمثيله بمجموعة من العمليات البيولوجية حيث يتم تحويل المخلفات العضوية عن طريق الکائنات الحية الدقيقة لإنتاج مزيج من الميثان وثاني أکسيد الکربون (الغاز الحيوي) في غياب الأکسجين. ويمکن استخدام الغاز الحيوي فى تلبية متطلبات الطاقة في العديد من الأماکن، فغاز الميثان هو أحد غازات الدفيئة القوية للغاية والتي يمکن استخدامها لتوليد الحرارة والکهرباء وبالأخص في المناطق الريفية. من ناحية أخرى يمکن استخدام مخلفات المطبخ لإنتاج الغاز الحيوي نظرًا لقدرتها العالية على التحلل الحيوي والتي يمکن أن تقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري.
 تقدم هذه الورقة تصميمًا ومحاکاة لمنظومة الهضم اللاهوائي لمخلفات المطبخ. تم تصميم العمليات البيولوجية للهاضم المقترح بحيث تعطى تمثيلا کاملا للتفاعلات الفيزيائية والکيميائية إعتمادًا على جوانب عديدة مثل النشاط الميکروبي وتحلل المادة الأولية ودرجة الحرارة. وتم تصميم الهاضم المقترح لمخلفات المطبخ ذات الحجم الصغير للاستفادة من مخلفات المطبخ لعائلة مصرية متوسطة، حيث يُستخدم الغاز الحيوى الناتج لتوفير الحرارة المطلوبة للطهي في المنزل. تم محاکاة النموذج المقترح باستخدام برنامج الماتلاب/سيميولنک في ظل ظروف مختلفة لدراسة تأثير کل من مدة التفاعل ودرجة حرارة الهاضم ونوع التغذية على إنتاج الغاز الحيوي، وتحدد نتائج محاکاة النموذج أفضل القيم لتصميم و تشغيل هاضم حيوي لمخلفات المطبخ على نطاق صغير. وقد توصلت الدراسة إلى أن الحجم المناسب لهاضم حيوي لمخلفات مطبخ مصري لأسرة متوسطة  هو 0.06 متر3 ، وأبعاده هى 0.4 و 0.5 متر للقطر والارتفاع على الترتيب، وأن انتاج الميثان فى هذا الهاضم يتم من خلال زيادة تدريجية فى حجمه لنحو 18 يوم عند درجة حرارة  30 ºC قبل أن يصبح الحجم ثابتا عند 0.05369 متر3 / يوم .

الموضوعات الرئيسية

ملفات

شارك

إرسال الاستشهاد إلى

الإحصائيات