Skip to main content
SUPERVISOR
Keikhosro Karimi
کیخسرو کریمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Elham Najafi
الهام نجفی رزوه

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395
Today, fossil fuels supply about 80% of the worldwide energy consumption, and about 58% of this amount belongs to traortation sector. On the other hand, the limited resources of these fuels and the devastating impact they have on the environment through greenhouse gas emissions, are among the problems facing the world in terms of energy supply. Biofuels are a promising alternative to current energy sources because of the diversity and availability of raw materials, the reduction of greenhouse gas emissions, and their potential to reduce fuel production costs. A biorefinery is a broad concept in which biological biomass as a feedstock of processes is transformed into a diverse range of valuable products. In this study, olive wastes were used as feedstock for a biorefinery plant. The maximum amount of 366.4 L/1 ton substrate gasoline equivalent was obtained in this plant. A pretreatment step was applied to isolate lignin and hemicellulose and facilitate enzyme access. The effect of phosphoric acid, organic solvent with and without acid catalyst and hot water pretreatment were evaluated on bioethanol and biogas production. phosphoric acid caused a three-fold improvement in biomethan production from leaves and deoiled olive stones, increased their production to 208.9, 153.6 ml/g- VS, respectively, while pretreatments had negative effect on methane production from olive stones and pulps where the untreated samples produced higher amount of biomethan (203.9, 191.1 ml/g-VS, respectively).The effect of phenolic extractives on methane and bioethanol production were also investigated. An extraction step can increase methane production from olive leaves up to 285.2 ml/g-VS(three-fold enhancement), bioethanol production was also improved by phenolic removal (50% rised). Organic solvent with addition of sulfuric acid as a catalyst, was able to improve ethanol production from olive leaves and stones up to 8.4, 9.2 g/l, respectively, and hot water pretreatment with 8.8 g/l product, was recognized as the best way to produce ethanol from the olive pulp. The residual oil in the olive pulps and stones were extracted by a soxhlet extractor and n-hexane as solvent. The free fatty acid (FFA) contents of extracted oils were measured before biodiesel production. Since oils had low level of FFA (1.5%) it was directly subjected to alkaline transesterification process. The maximum yield of olive biodiesel obtained at 65?, methanol to oil ratio of 0.6 and 120 min, was 84.2%.
امروزه سوخت‌های فسیلی در حدود ?? درصد از مصرف انرژی جهان را تامین می‌کنند که از این مقدار در حدود ??? مربوط به بخش حمل و نقل می‌باشد. از سوی دیگر محدودیت منابع این سوخت‌ها و تاثیر مخربی که با نشر گازهای گلخانه‌ای بر محیط زیست می‌گذارند از مشکلات موجود بر سر راه تامین انرژی مورد نیاز جهان هستند. سوخت‌های زیستی به دلیل تنوع و در دسترس بودن مواد اولیه، کاهش اثر گازهای گلخانه‌ای و پتانسیل بالقوه برای کاهش هزینه‌های تولید سوخت، جایگزین امیدبخشی برای منابع انرژی‌ کنونی هستند. پالایشگاه زیستی یک مفهوم واحد و گسترده است که در آن زیست‌توده‌های بیولوژیکی به عنوان خوراک ورودی فرآیندها، به طیف متنوعی از محصولات با ارزش تبدیل می‌شوند، که از جهت تک‌محصولی نبودن می‌توان آن را مشابه پالایشگاه‌های نفتی در نظر گرفت. در این پژوهش از ضایعات زیتون به عنوان خوراک پالایشگاه زیستی استفاده‌شد. همه اجزای درخت زیتون برای تولید بیوگاز و بیواتانول مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به پایین بودن راندمان تولید اتانول و بیوگاز از سوبستراهای خام، انجام یک مرحله پیش‌فرآوری جهت جداسازی لیگنین و همی‌سلولز و تسهیل دسترسی آنزیم، ضروری به نظر می‌رسید. تاثیر پیش‌فرآوری‌های اسیدفسفریک ???، حلال آلی همراه با کاتالیست اسیدی، بدون کاتالیست و پیش‌فرآوری با آب داغ بر تولید بیواتانول و بیوگاز مورد ارزیابی قرار گرفت. در تولید متان، برای سوبسترای برگ، پیش‌فرآوری اسیدفسفریک بهترین عملکرد را داشت و مقدار بیومتان تولیدی را از ?/?? میلی‌لیتر بیومتان به ازای یک گرم جامد فرار، به ?/??? میلی‌لیتر بیومتان رساند. پیش‌فرآوری حلال آلی همراه با کاتالیست اسیدی تولید بیومتان از هسته زیتون را از مقدار ?/??? به ?/??? میلی‌لیتر رساند. همچنین پیش‌‌فرآوری اسیدفسفریک مناسب‌ترین روش برای پیش‌فرآوری هسته روغن‌گیری‌شده زیتون ارزیابی شد، زیرا مقدار تولید بیومتان را از ?/?? میلی‌لیتر بیومتان به ازای جامد فرار نمونه خام به ?/??? میلی‌لیتر بیومتان به ازای جامد فرار رساند. نتایج هیدرولیز آنزیمی نمونه‌های مورد آزمایش تقریبا روند ثابتی در پیش داشت. در همه سوبستراها پیش‌فرآوری اسیدفسفریک بیشترین میزان گلوکز را حاصل کرده است و پس از آن به ترتیب پیش‌فرآوری‌های حلال آلی همراه با کاتالیست، حلال آلی بدون کاتالیست و آب داغ عملکرد موثری داشتند. انجام پیش‌فرآوری بیواتانول تولیدی از همه نمونه‌ها را نسبت به حالت خام افزایش داد. برای سوبسترای برگ زیتون، پیش‌فرآوری حلال آلی با کاتالیست اسیدی میزان تولید بیواتانول را از ? گرم بر لیتر در حالت خام، به ?/? گرم بر لیتر ارتقا داد. برای کنجاله زیتون، پیش‌فرآوری حلال آلی بدون کاتالیست اسیدی میزان تولید را از ?/? گرم بر لیتر به ? گرم بر لیتر رساند. پیش‌فرآوری با آب داغ با تولید ?/? گرم بر لیتر بیواتانول مناسب‌ترین روش برای این سوبسترا شناخته شد. همچنین برای سوبسترای هسته زیتون، پیش‌فرآوری حلال آلی با کاتالیست اسیدی با تولید ?/? گرم بر لیتر بیواتانول به عنوان بهترین روش شناخته شد روغن باقی‌مانده در کنجاله و هسته زیتون استخراج شد و از طریق واکنش ترانس استریفیکاسیون قلیایی با شرایط دمایی ?? درجه سانتی‌گراد، نسبت وزنی متانول به روغن ?/? و ?/? گرم هیدروکسید سدیم به ازای هر کیلوگرم روغن، بیودیزل تولید شد. بازده بیودیزل تولیدی ?/?? اندازه‌گیری شد. در مجموع ایده‌ی پالایشگاه زیستی بر مبنای ضایعات زیتون، با تولید بیواتانول، بیوگاز، بیودیزل و جداسازی لیگنین و مواد استخراجی با ارزش از بافت همه اجزای درخت زیتون محقق شد. کلمات کلیدی : پالایشگاه زیستی، بیواتانول، متان،بیودیزل، ضایعات زیتون

ارتقاء امنیت وب با وف بومی