اخبار

به گزارش روابط عمومی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، طرح تحقیقاتی «کربونیزاسیون پسماند مواد غذایی به روش هیدروترمال با جایگزینی شیرابه محل دفن به عنوان محیط واکنش و پیش­تصفیه استخراج با حلال تجزیه­کننده» برگرفته از پایان نامه دکتری تخصصی (PhD) سودا فلاح دانشجوی دکتری تخصصی بهداشت محیط به راهنمایی دکتر سیدنادعلی علوی بختیاروند (مجری اصلی طرح) در دانشکده بهداشت و ایمنی دانشگاه انجام شد.

سودا فلاح درباره اهداف و دستاوردهای این پروژه توضیح داد: در سال­های اخیر، افزایش تقاضای جهانی انرژی و مصرف سریع سوخت­های فسیلی منجر به تخلیه آن شده که نگرانی مهمی را برای جهان ایجاد کرده است

وی با بیان اینکه تولید بایوانرژی از زیست­توده به عنوان یک راه حل جایگزین برای این مشکل معرفی شده است، ادامه داد: یکی از فراوان ترین زائدات زیست توده، پسماندهای مواد غذایی است که به عنوان منابع پایدار انرژی تجدیدپذیر در نظر گرفته می­­شوند.

وی انگیزه و هدف همکاران این طرح را تبدیل این زیست توده به یک ماده با ارزش افزوده با استفاده از فرایندهای تبدیل انرژی عنوان کرد و گفت: در این تحقیق، فرایند کربنیزاسیون هیدروترمال به ‌عنوان یک مسیر تبدیل انرژی و یک فرآیند ترموشیمیایی به کار گرفته شد تا با استفاده از این فرآیند رویکرد انرژی در استراتژی توسعه پایدار را برآورده کنیم.

این محقق ادامه داد: در مطالعه حاضر، پسماند مواد غذایی خام با استفاده از فرآیند کربنیزاسیون هیدروترمال به سوخت زیستی جامد به نام هیدروچار تبدیل شد که مشابه ذغال سنگ است و می­تواند به عنوان یک جایگزین ارزان قیمت برای سوخت­های فسیلی (به طور عمده زغال سنگ) استفاده شود.

فلاح در ادامه افزود: در این فرآیند به طور معمول محیط واکنش این فرایند، آب خالص است که برای غلبه بر بحران جهانی کمبود آب، ما در این فرآیند از شیرابه محل دفن به عنوان یک منبع مایع ارزان و در دسترس، استفاده کردیم  و جایگزین آب مقطر به عنوان محیط واکنش شد.

وی درباره نحوه و مراحل انجام طرح توضیح داد::  شرایط انجام فرایند در این مطالعه بهینه سازی شد و تحت شرایط بهینه، دمای 225 درجه سانتیگراد، زمان ماند چهار و نیم ساعت، نسبت بایومسک به لیکوئید (B/L) 20 درصد وزنی  و غلظت COD 1000 میلی‌گرم در لیتر، هیدروچاری با بازده جرمی 30/55 درصد و ارزش حرارتیMJ/kg   15/30 به دست آمد.

سودا فلاح یادآور شد: نتایج این مطالعه نشان داد که شیرابه محل دفن می‌تواند به عنوان یک منبع مایع در دسترس و مقرون به صرفه در فرآیندهای کربونیزاسیون هیدروترمال استفاده شود و قابلیت ارتقای پایداری فرآیند را دارد که چشم­اندازهای اقتصادی و زیست محیطی را توسعه می دهد.

این پژوهشگر توضیح داد: در نتیجه پردازش پسماند مواد غذایی از طریق این فرآیند می تواند باعث ایجاد تنوع در منابع سوخت و امنیت انرژی شود، در حالی که ضایعات زیست توده را کنترل می‌کند و شیرابه محل دفن پسماند را مدیریت می‌کند در عین حال از اثرات زیست محیطی و هزینه های دفن و انتشار آلاینده ها در هوا نیز جلوگیری می‌کند.

فلاح ذینفعان این پژوهش را سازمان شهرداری، سازمان مدیریت پسماند، سازمان محیط زیست، وزارت جهاد کشاورزی سیاست گذاران و مدیران نظام مدیریت شهری و محققین موسسات آموزشی و پژوهشی مانند دانشگاه ها و پژوهشکده ها، همچنین شرکت های دانش بنیانی که در زمینه تولید انرژی از زیست توده فعالیت دارند عنوان کرد.

وی در ادامه در خصوص پروژه­های آتی که تکمیل کننده این تحقیق هستند بیان داشتند: می توان از پسماند مواد غذایی با ترکیب متفاوت و یا از مواد غذایی مشخص به تفکیک کربوهیدرات، پروتئین و چربی در این مطالعه استفاده کرد. همچنین می توان سایر کاربردهای مختلف هیدروچار تولیدی از پسماند مواد غذایی مانند جاذب و اصلاح خاک را نیز مورد بررسی قرار دارد.

این محقق با بیان اینکه علاوه بر این، از سایر جریان­های پسماند مایع مانند فاضلاب­های شهری و صنعتی را می توان استفاده و امکان سنجی استفاده کرد و آنها را به عنوان محیط واکنش بررسی کرد، افزود: همچنین بررسی تحلیل‌های فنی- اقتصادی فرایند کربنیزاسیون هیدروترمال در محیط واکنش شیرابه می‌تواند از مهمترین پروژه‌های آتی باشد.

فلاح در خصوص محدودیت های این پژوهش توضیح داد: یافته­های مطالعه حاضر با توجه به ترکیب موردنظر ذکر شده در بخش مواد و روش­های انجام شده است و با تغییر ترکیب پسماند قطعاً تغییراتی در نتایج محصولات حاصل مشاهده می‌شود؛ بنابراین یافته­های این مطالعه را نمی­توان به کل پسماندهای مواد غذایی تعمیم داد. از آنجایی که فرایند HTC یک تغییر فناوری نسبتاً جدید از آزمایشگاه به مقیاس پایلوت یا واقعی است، فرصت­ها و چالش­های مرتبط با صنعتی شدن این فرایند هنوز وجود دارد.

وی یادآور شد: در مطالعه حاضر نیز، اگرچه از نظر تئوری امکان جایگزینی شیرابه بدون تأثیر بر تولید هیدروچار وجود دارد، با این حال، تحقیقات بیشتر و مطالعات در مقیاس پایلوت قبل از تجاری­سازی موفقیت­آمیز مورد نیاز است. همچنین، تلاش‌های بیشتری برای توسعه مدل‌ها و راکتورهای مناسب و قابل اعتماد لازم است که بتوانند به سمت صنعتی شدن فرآیند HTC گام بردارند.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، این طرح چهارم تیرماه 1401 آغاز و دوم مهرماه 1403 با ارایه مقاله‌ای با عنوان (Optimization of hydrothermal carbonization of food waste as sustainable energy conversion approach: Enhancing the properties of hydrochar by landfill leachate substitution as reaction medium and acetic acid catalyst addition) در مجله (Energy Conversion and Management) به اتمام رسید.

از دیگر همکاران این طرح می‌توان به دکتر عباس شاهسونی، دکتر محسن سعدانی و دکتر امید توکلی اشاره کرد.

انتهای پیام/

کدخبرنگار: 7703م.ر