fa بررسی تولید متان از پسماند مواد غذایی با استفاده از تابش مایکروویو : تاثیر توان و زمان تابش و ارائه سینیتک فرآیند بهداشت محیط زیست Environmental Health پژوهشي-کامل Research(Original) <p dir="RTL">سابقه و هدف: بازیافت انرژی از پسماندها، روشی مناسب برای مدیریت پسماندها و تولید انرژی از پسماندهای مواد غذایی است. تولید انرژی به روش سوزاندن پسماندها، گازهای آلاینده قابل توجهی تولید می‌کند که تهدیدی برای محیط زیست می باشد. هضم بی‌هوازی پسماندها، روشی مناسب برای تولید انرژی پاک می باشد. هدف این مطالعه بررسی هضم بی‌هوازی پسماند مواد غذایی به‌وسیله آماده سازی با مایکروویو در زمان و توان‌های مختلف است که در نهایت موجب افزایش هضم بی‌هوازی و تولید متان می‌شود.</p> <p dir="RTL">مواد و روش‌ها: در این مطالعه، پسماند مواد غذایی از رستوران دانشگاه بوعلی‌سینا جمع‌آوری شد و آماده‌سازی پسماندهای مواد غذایی توسط مایکروویو قبل از تغذیه راکتورها انجام گرفت. به منظور آماده سازی پسماند مواد غذایی، از مایکروویو خانگی با توان‌های 450 و 630 وات و در مدت زمان‌های تابش مایکروویو 100، 200 و 300 ثانیه استفاده شد. راکتورها در دمای مزوفیلیک (37 درجه) و در 15 روز راه‌اندازی شدند و مقادیر <span dir="LTR">SCOD</span> و <span dir="LTR">TCOD</span> قبل از بارگذاری و در انتهای آزمایش اندازه‌گیری شدند. مقادیر متان تجمعی آزمایشگاهی با کمک نر‌م‌افزار متلب بر معادلات نمایی، گومپرتز تغییرشکل یافته و لاجستیک برازش شدند و بهترین مدل از لحاظ بیش‌ترین مقدار <span dir="LTR">R²</span> و کم‌ترین مقدار <span dir="LTR">RMSE</span> و <span dir="LTR">SSE</span> مشخص شد.</p> <p dir="RTL">یافته‌ها: بر اساس نتایج، بهترین عملکرد هضم بی‌هوازی، بیش‌ترین مقدار &nbsp;<span dir="LTR"><img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" ></span>&nbsp;و بیش‌ترین تولید متان در توان مایکروویو 630 وات و در مدت زمان تابش 300 ثانیه به‌دست آمد. هم‌چنین همه منحنی‌های تولید متان تجمعی با مدل‌های ریاضی نمایی، گومپرتز تغییر شکل یافته و لاجستیک برازش شدند.</p> <p dir="RTL">استنتاج: افزایش توان و زمان تابش مایکروویو موجب افزایش محلولیت مواد و <span dir="LTR"><img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" ></span>مواد غذایی می‌گردد. متناسب با افزایش مقدار &nbsp;<span dir="LTR"><img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" ></span>&nbsp;، مقدار تولید بیوگاز روزانه نیز افزایش می‌یابد. مقدار کاهش <span dir="LTR">TS</span> و <span dir="LTR">VS</span> با افزایش توان و زمان تابش مایکروویو افزایش می‌یابد. هم‌چنین مدل گومپرتز تغییر شکل یافته، مدلی جامع و انعطاف‌پذیر می‌باشد که به‌خوبی با داده‌های آزمایشگاهی برازش می‌شود و بیش‌ترین مقدار <span dir="LTR">R²</span> و کم‌ترین مقدار <span dir="LTR">RMSE</span> و <span dir="LTR">SSE</span> را نتیجه می‌دهد.</p> <p><strong>Background and purpose:</strong> Energy recovery from waste is an appropriate method for waste management and energy production from food waste. Energy production through waste incineration produces significant emission which is a critical threat for environment. Anaerobic digestion of the waste is a suitable way to produce clean energy. This study aimed to investigate the anaerobic digestion from food waste using microwave pretreatments in different levels of power and time that eventually increase anaerobic digestion and produce methane.</p> <p><strong>Materials and methods:</strong> The food waste was collected from the restaurant in Bu-Ali Sina University and microwave (MW) treatment was performed before feeding reactor. Pretreatment process of the food waste was done by a domestic MW (P= 450 and 630 W) in different radiation times (100, 200 and 300 s). Reactors at mesophilic temperature (37&deg;C) were launched for 15 days and SCOD and TCOD values were measured before loading and at the end of the tests. Using MATLAB software, the cumulative methane values were fitted on exponential, modified Gompertz and logistic models and the best model was determined in terms of the highest R² and lowest RMSE and SSE amounts.</p> <p><strong>Results:</strong> Based on the results, the best performance of anaerobic digestion, the maximum percentage of <img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" >&nbsp;and the highest rate of methane production were obtained in 630 W microwave power and 300 s exposure time. Also, cumulative methane production was fitted using exponential, modified Gompertz and logistic models.</p> <p><strong>Conclusion:</strong> Increasing the power and exposure time enhanced solubility and the <img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" >&nbsp;of the food waste. By increase in <img alt="AWT IMAGE" height="12" src="file:///C:UsersSC76F~1.KHAAppDataLocalTempmsohtmlclip1�1clip_image002.gif" width="71" >&nbsp;the daily biogas and methane productions also increase. The TS_removed and VS_removed values increase when the microwave power and exposure time increased. Also, the modified Gompertz model is a comprehensive and flexible model that is well fitted the experimental data and modified Gompertz model results in the highest R² value and the lowest RMSE and SSE.</p> پسماند مواد غذایی, هضم بی هوازی, مدت زمان تابش مایکروویو, توان مایکروویو food waste, anaerobic digestion, microwave power, exposure time 170 180 http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3397-72&slc_lang=fa&sid=1 Hossein Haji Agha Alizadeh حسین حاجی آقا علیزاده h-alizade@basu.ac.ir 100319475328460086546 100319475328460086546 Yes Assistant Professor, Department of Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran استادیار، گروه بیوسیستم؛ دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران Rahman Seifi رحمن سیفی 100319475328460086547 100319475328460086547 No Associate Professor, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران Seyed Abbas Radmard سید عباس رادمرد 100319475328460086548 100319475328460086548 No PhD Student in Biosystems Engineering, Faculty of Agriculture, Bu Ali Sina University, Hamedan, Iran دانشجوی دکتری مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا همدان، همدان، ایران