تبدیل پسماندهای کشاورزی به بیواتانول

تبدیل پسماندهای کشاورزی به بیواتانول

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

بحران جهانی انرژی و اتمام سوخت‌های فسیلی، باعث شده است که تولید اتانول از منابع ارزان قیمت به‌عنوان مکمل و یا حتی جایگزین برای سوخت‌های فسیلی به حساب آید.

گروهی از پژوهشگران دانشگاه تهران در مورد استفاده از پسماندهای کشاورزی مانند خوراک لیگنوسلولزی و دانه‌های نشاسته‌ای برای تولید بیواتانول تحقیقی انجام داده‌اند.

یکی از مزایای اتانول این است که برخلاف سوخت‌های فسیلی باعث افزایش گازهای گلخانه‌ای نمی‌شود.

آلودگی هوا به‌عنوان یکی از عوامل مرگ ‌و میر در نظر گرفته می‌شود، در حال حاضر بیشتر آلودگی هوا مربوط به وسایل حمل ‌و نقل است.

بنابراین جایگزینی تدریجی سوخت‌های مایع فسیلی با سوخت‌های زیستی مانند بیواتانول ممکن است که در کاهش آلاینده‌های هوا در شهرهای بزرگ کمک کند.

میزان تولید ضایعات و پسماند محصولات کشاورزی در ایران بسیار بالا است و می‌توان از آن‌ها به‌عنوان منابع غنی از ترکیبات مغذی در تولید اتانول استفاده نمود.

مطالعات مختلف نشان داده‌اند که ضایعات محصولات کشاورزی بازدهی خوبی در تولید اتانول داشته‌اند.

در تحقیقی که توسط حامد کاظمی و همکارانش انجام شده است، خوراک‌هایی که برای تولید بیواتانول استفاده می‌شوند به‌طور کلی به سه گروه طبقه‌بندی شده است:

  • محصولات حاوی شکر یا ساکارز مانند نیشکر و چغندرقند
  • دانه‌های نشاسته‌ای مانند ذرت و گندم
  • خوراک‌های لیگنوسلولزی حاصل از ضایعات بخش غیرقندی محصولات کشاورزی مانند علف، نی و چوب
از میان سه گروه اصلی مواد اولیه، خوراک‌های لیگنوسلولزی فراوان‌ترین منبع زیست‎‌توده هستند.

سالانه مقدار زیادی زباله از فراورده‌های محصولات زراعی مانند سیب، جو، هویج، ذرت، خرما، انگور، برنج، گندم، چغندرقند و نیشکر به‌دست می‌آید.

به‌طور کلی بسیاری از این ضایعات غنی از سلولز، همی سلولز، قندها و فیبرهای محلول مانند پکتین است که از آن‌ها به‌عنوان منبع تغذیه برای صنعت بیواتانول استفاده می‌شود.

برای تولید بیواتانول از نشاسته توسط سلول‌های مخمر، ابتدا ساختار آن باید تجزیه شود تا از طریق هیدرولیز آن گلوکز به‌دست آید.

از طرف دیگر تولید بیواتانول از لیگنوسلولز نیز صورت می‌گیرد.

لیگنوسلولز از سه پلیمر اساسی یعنی سلولز، همی‌سلولز و لیگنین تشکیل شده است.

سلولز و همی‌سلولز بخشی از کربوهیدرات را از طریق پیوندهای هیدروژنی و کووالانسی به‌صورت محکم به لیگنین متصل می‌کند؛ بنابراین تبدیل خوراک‌های لیگنوسلولزی به اتانول پیچیده‌تر از نمونه‌های نشاسته‌ای است و به روش‌های فیزیکی و شیمیایی متعددی نیاز دارد.

روش‌های فیزیکی را می‌توان از طریق پیرولیز و تابش‌های پرتو الکترونی انجام داد.

در بین تمام زیست‌توده‌ های مورد بررسی برای تولید بیواتانول؛ برنج، ذرت و گندم بیشترین بازده را داشته‌اند.

از طرف دیگر مواد لیگنوسلولزی نیز می‌توانند به‌عنوان منبع تغذیه بالقوه‌ای برای تولید بیواتانول در نظر گرفته شوند.

در این حالت حتی فراورده‌های فرعی تخمیر اتانول که از مواد باقی‌مانده غنی از لیگنین هستند نیز می‌توانند برای تولید بخار و برق استفاده شوند.

به‌طور کلی از مزایای استفاده از اتانول به‌عنوان سوخت، می‌‌توان به تجدیدپذیر بودن، تمیز بودن و عدم تولید گازهای گلخانه‌ای طی سوختن آن اشاره کرد.

در حقیقت از آنجا که دی‌اکسید کربن حاصل از سوختن اتانول، طی کشت غلات و نیشکر مورد استفاده در تولید این ماده مصرف می‌شود، بنابراین برخلاف سوخت‌های فسیلی، دی‌اکسید کربن حاصل از احتراق آن افزایش گازهای گلخانه‌ای را به همراه ندارد.

امروزه اتانول به سه هدف و شکل متفاوت در سوخت مورد استفاده قرار می‌گیرد که عبارت‌اند از دو بار فرموله کردن بنزین، مخلوط نمودن اتانول و بنزین با درصدهای مختلف و همچنین برای اکسیژنه نمودن بنزین جهت کنترل مونوکسید کربن نیز کارایی دارد.

آیس بانک چیست؟

آیس بانک چیست؟

پردیس فناوری کیش – طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت – گروه مکانیک

مخزن یخ ice bank

یک طراحی نوین صنعتی که به منظور صرفه جویی در میزان مصرف برق در کنار چیلرها و سیستم های مبرد مورد استفاده قرار می گیرند.

در این سیستم ها، از یک مخزن آب استفاده می شود. به گونه ای که در ساعت های کم بار (اغلب ساعت های شبانه)، این مخزن آب را به یخ تبدیل کرده و از یخ تولید شده در ساعت های اوج بار به منظور خنک سازی محیط و افزایش کارایی دستگاه های برودتی استفاده می شود.

علت استفاده از آیس بانک

سیستم های برودتی به مانند سردخانه ها و دستگاه های چیلر، مصرف انرژی الکتریکی بالایی دارند. به طوری که یکی از مشکلات بزرگ این سیستم ها، همین مصرف بالای انرژی شان است.

به این منظور امروزه از طراحی های متفاوتی برای کاهش میزان مصرف انرژی استفاده می شود. یکی از طراحی های نوینی که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد، دستگاه های آیس بانک است.

در این سیستم ها از ذخیره سازی یخ با هدف کمک به دستگاه های مبرد استفاده می شود. این سیستم ها مخزن های بزرگی هستند که عایق بندی شده و درون آن ها از آب پر می شود.

این آب در ساعت هایی از شب که هزینه های مصرف انرژی الکتریکی کمتر است، تبدیل به یخ شده و در طول ساعات روز به عنوان یک منبع تأمین انرژی مورد استفاده قرار می گیرد.

در حقیقت، از ظرفیت گرمایی یخ به مانند یک باتری استفاده می شود. توده های یخ تشکیل شده در مخزن در طول روز می توانند سرمای مورد نیاز چیلرها یا سردخانه ها را تأمین کنند.

در صورتی که اگر بخواهید از مخزن یخ در کنار دستگاه های برودتی و چیلرها استفاده کنید، دیگر نیازی به کمپرسور وکندانسور نخواهید داشت.

ICE BANK

مزایای استفاده از آیس بانک

∴  مصرف کمتر انرژی الکتریکی : آیس بانک ها در ساعات شب که هزینۀ مصرف انرژی کمتر است، فعالیت می کنند و با ذخیره سازی انرژی سرمایی، در طول روز به کمک فرایندهای سرمایشی آمده و مورد استفاده قرار می گیرند.

∴  استفاده از سرماسازهای کوچک تر : در صورتی که از مخزن یخ استفاده شود، به خاطر توان ثابتی که این دستگاه صنعتی دارد، طراحی سیستم های برودتی می تواند با ظرفیت پایین تری انجام شود و از تجهیزات برودتی کوچکتری استفاده شود.

∴  افزایش توان سیستم های برودتی : در سیستم های تهویه مطبوع و همچنین سردخانه ها، استفاده از سیستم ها به معنی افزایش توان دستگاه نیز هست.

آبی که از مخزن یخ ها خارج می شود، در فشار محیط حدود نیم درجه سانتیگراد دما دارد. این در حالی است که اگر فشار پایینتر هم آورده شود، امکان رساندن دما به منفی ده درجه سانتیگراد نیز وجود دارد؛ که این دما بسیار پایین تر از دمای آب اواپراتورهای معمولی در سیستم های برودتی است.

∴  اهمیت زیست محیطی : استفاده از آیس بانک ها به صورت مستقیم و غیر مستقیم می تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند.

در درجۀ اول، استفاده از این سیستم به معنی کاهش ظرفیت دستگاه های برودتی بوده و این موضوع یعنی استفادۀ کمتر از سیال های مبرد.

سیال هایی که عمدتاً از گازهایCFC  تولید می شوند و باعث تخریب لایۀ اوزون می گردند. همچنین بهره گیری از مخزن های یخ موجب می شود که در سیستم های برودتی از انرژی الکتریکی کمتری استفاده شود؛ که به طور غیرمستقیم به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.

مخزن یخ

ظروف زیست تخریب پذیر

ظروف زیست تخریب پذیر

پردیس فناوری کیش – طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت – گروه محیط زیست

آلودگی های پلاستیک

امروزه همگی‌ از آسیب‌هایی‌ که بشر به زمین وارد کرده است مطلع هستند. تولید گسترده پلاستیک ها وپلی استایرن ها نه تنها باعث آلوده شدن منابع محدود نفتی‌ می‌باشد، بلکه به انتشار فزاینده گاز دی اکسید کربن به اتمسفر و گرم شدن کره زمین که به نوبه خود به وقوع بلایای طبیعی مانند خشکسالی، سیل و تغییر الگوهای نامنظم اقلیمی می انجامد نیز منجر می شود.

روش‌های بیشماری برای مقابله با آلودگی ناشی از افزایش انتشار گاز دی اکسید کربن در جو شناسایی شده است. یکی‌ از راه ‌های موجود کمک به کاهش تولید و دفع پلاستیک است.

زیست تخریب پذیر

تجزیه بیولوژیکی پروسه‌ای است که طی‌ آن میکروارگانیسم ‌ها مواد را تبدیل به زیست توده، دی اکسید کربن و آب می‌کند. بدین معنی‌ که مواد، برای تغذیه میکروارگانیسم‌ ها بکار می رود. بدین منظور از پیشوند “زیست” قبل از واژه “تخریب پذیر” استفاده می شود.

ماده غیر نفتی‌ موجود در طبیعت، ماده اصلی‌ می‌باشد که معمولا از گیاه یا منابع حیوانی ساخته شده است. به عنوان نمونه مواد زیست تخریب پذیر شامل کاغذ، سبزیجات و برخی‌ فرم‌های پلاستیک که از موادی چون نشاسته ذرت تشکیل شده است، می باشند.

این میکروارگانیسم ها به روند تجزیه سرعت می‌بخشند که بطور معمول از یک روز تا یک سال این پروسه ممکن است به درازا بیا‌نجامد.

بعد از مدتی اگر این محصولات در محل‌های دفن زباله / کمپوست مدفون شوند “ناپدید” خواهند شد و هیچ گونه ماده سمی از آنها باقی‌ نخواهد ماند.

هرچند آن‌ها در خاک خیلی‌ عمیق، جایی‌ که اکسیژن کافی‌ برای تجزیه وجود ندارد، نباید مدفون شوند.

اگر محل‌های دفن زباله، بدون اکسیژن (شرایط بی‌ هوازی) باشد، گاز متان، یکی‌ از گاز‌های گلخانه‌ای که پتانسیل گرمایش جهانی‌ آن بیش از ٨٦برابر گاز دی‌ اکسید کربن می‌باشد، تشکیل شده و ممکن است که باعث آسیب بیشتری به محیط زیست بزند.

سوزاندن این مواد می تواند میزان گاز کربن منتشر شده را از طریق دی اکسید کربن ذخیره شده در طول چرخه زندگی آنها را جبران کند.

به عبارت دیگر آنها «کربن خنثی» یا «کربن صفر» هستند و در مجموع بار کربن را کاهش می دهند.

مالبندها در تراکتور

مالبندها در تراکتور

پردیس فناوری کیش – طرح مشاورین متخصص صنعت و مدیریت – گروه کشاورزی

مالبند چیست؟

به منظور اتصال و کشیدن ادواتی که دارای یک نقطه ی اتصال هستند از مالبند استفاده می شود. شناخت و استفاده صحیح از مالبندها دارای اهمیت بسیار زیادی خواهد بود. مالبندها را که می توان به تیلر و تراکتور متصل نمود که به انواع مختلف تقسیم می شود:

مالبند معمولی، مالبند لق، مالبند برای اتصال سه نقطه و ثابت.

tractor

مالبند معمولی

یک مالبند معمولی وسیله ای استاندارد برای تراکتورهای عمومی به حساب می آید. تنظیم مالبندها به صورت افقی، عمودی و طولی مورد استفاده قرار می گیرند.

در خصوص ادواتی که با محور توان دهی کار می کنند برای اتصال مالبند به تراکتور آن را در قسمت مرکزی می بایست اجرا نمود.

زمانی که تراکتور در حال کشش ادوات با استفاده از مالبند است توجه به این نکته از اهمیت بالایی برخوردار است که به مالبند اجازه دهید در سر پیچ ها حرکت داشته باشد تا در زمان دور زدن این کار به سادگی انجام پذیرد.

در برخی موارد به منظور اتصال محور رابط محور توان دهی تراکتور، تنظیم فاصله ی بین مالبند و محور توان دهی ضروری است.

برای رسیدن به این هدف می توان مالبند را وارونه نمود تا فاصله اضافی مورد نیاز حاصل شود.

برخی از مالبندها دارای طولی قابل تنظیم هستند تا در زمان کشیدن بعضی از ادواتی که دارای زبانه ی کوتاه هستند در حین دور زدن اشکالی به وجود نیاید. به این منظور مالبند را به سمت عقب بکشید تا اتصالی بلند فراهم گردد.

مالبند لق

این نوع از مالبند در تراکتور برای کشیدن وسایل بزرگ و یا کشیدن چند وسیله که به یکدیگر قلاب شده اند مورد استفاده قرار می گیرد که چرخش در سر پیچ ها را ساده تر می نماید.

تنظیم این نوع از مالبند در بسیاری از موارد همانند نوع معمولی آن خواهد بود. برخی از این مالبندها از لحاظ طول و فاصله مقدار ثابتی هستند اما مالبندهای لق یا نوسانی همواره دارای حرکت عریض تری در مقایسه با مالبندهای معمولی هستند.

نوع دیگر مالبند نوعی است که مختص به اتصال سه نقطه است که بین دو انتهای گوی دار بازوهای بلند کن پایینی اتصال سه نقطه متصل می شوند.

اهداف این نوع از مالبند برای کشیدن ماشین های کششی ومعمولی که با محور توان دهی و دستگاه های هیدرولیک و تریلیهای سبک کار می کنند می باشد.

مالبند ثابت

ادواتی که از محور توان دهی استفاده نمی کنند را با استفاده از مالبند ثابت به تراکتور متصل خواهند شد. بسیاری از آنها دارای یک سوراخ اتصال هستند و در مقابل برخی از آنها دارای چند سوراخ عرضی خواهند بود.

این نوع از مالبند در زیر دیفرانسیل در پشت تراکتور نصب می شوند.

تقویت خاک و کاهش انتشار کربن با بازیافت ضایعات صنعتی

تقویت خاک و کاهش انتشار کربن با بازیافت ضایعات صنعتی

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم و مهندسی محیط زیست

گروهی از محققین دانشگاه تنسی توده‌های میکروبی ضعیف شده (SMB) -که یکی از محصولات جانبی صنعتی است- را به‌عنوان کود بر روی محصولات ذرت در طی دو فصل رشدی بررسی کردند.

میزان کربن خاک نیز مورد مطالعه قرار گرفت.

بازیافت محصولات بیوتکنولوژی می‌تواند موجب تقویت سلامت خاک و کاهش نشر کربن شود؛ بر روی محصولات کشاورزی نیز اثرگذاری مثبتی دارد.

استفاده مجدد از این محصولات بخش مهمی از چرخه اقتصادی زیستی را شامل می‌شود.

مواد مغذی در ضایعات صنایع بیوتکنولوژی وجود دارد که می‌توانند جایگزین کودهای معدنی شوند و شرایط خاک و تولید محصولات کشاورزی مطلوب را بهبود دهند

گروهی از محققین به سرپرستی گروه کشاورزی دانشگاه تنسی، اثر محصولات بیولوژیک بازیافت شده را بر روی دو مزرعه ذرت (Zea mays L. var. indentata) با حضور یک متغیر آزمایشی بررسی کردند.

یک بخش از ذرت‌ها با توده میکروبی ضعیف شده یا SMB (غیرفعال‌سازی با گرما انجام شده است) مورد مطالعه قرار گرفتند.

تیمار با کودهای تجاری که کشاورزان معمولاً استفاده می‌کنند متغیر آزمایشی گروه دوم ذرت‌ها بود. SMB یکی از محصولات جانبی ضایعات صنایع بیوتکنولوژیک است.

این مواد می‌توانند مواد مغذی موجود در کودهای تجاری را برای خاک تأمین کنند.

در یک دوره یک ساله محققین، میزان تبادلات شبکه اکوسیستمی دی‌اکسید کربن (شبکه نشر دی‌اکسید کربن) را در فاصله میان سطح محصول و اتمسفر اندازه گرفتند.

بازده محصول ذرت در دو دوره رشدی و تغییرات در کربن خاک در یک بازه‌ی ۱.۷ ساله ثبت شدند.

نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که اضافه کردن SMB به خاک، باعث می‌شود بازده نهایی محصول مشابه حالتی باشد که از کودهای تجاری استفاده می‌شود.

اما مقادیری که برای چنین نتیجه‌ای لازم است بیشتر است. میزان تبادل شبکه اکوسیستمی دی‌اکسیدکربن در حضور SMB بیشتر است.

اگرچه به نظر می‌رسد که برخی از گازهای گلخانه‌ای اضافی به اکوسیستم باز می‌گردند. نویسندگان مقاله پیشنهاد می‌کنند که استفاده بیشتر از SMB موجب افزایش پتانسیل بهره‌وری اکوسیستم و پایداری محیط‌ زیست می‌شود.

تبدیل مواد مغذی موجود در ضایعات به کود در نهایت محصول بیشتر، زیست‌توده گیاهی بیشتر و افزایش کربن خاک را به دنبال دارد.

در مجموع استفاده از مواد مغذی موجود در ضایعات غنی از کربن، مواد آلی خاک را افزایش می‌دهد، خواص شیمیایی و فیزیکی خاک را بهبود می‌دهد و موجب ایجاد یک منبع از مواد مغذی گیاهی می‌شود.

فواید زیست‌محیطی و کشاورزی که فراتر از کاربردهای آنی و برداشت محصول است نیز از دیگر مزیت‌های استفاده از کودهای بازیافتی از ضایعات است.

سهم گاز متان در گرمای جهانی

سهم گاز متان در گرمای جهانی

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

منشأ نیمی از گرمای جهانی کره‌ی زمین، گاز متانی است که توسط انسان‌ها در صنایع و دستگاه‌های مختلف تولید می‌شود.

مطالعه‌ای که اخیراً توسط IIASA انجام شده، نشان می‌دهد که با استفاده صحیح از تکنولوژی موجود، می‌توان مقدار آلودگی این گاز را به‌طور قابل توجهی کاهش داد.


تحقیق منتشر شده توسط مجله‌ی Environmental Research Commiunications نشان می‌دهد که چگونه توسط پیاده‌سازی سریع تکنولوژی مذکور و هدف قرار دادن گاز متان و جلوگیری از نشر بیشتر آن به جو زمین؛ می‌توان از برخی اثرات بسیار پرهزینه‌ی تغییرات آب و هوایی که در چند دهه‌ی آینده انتظار می‌‌رود، جلوگیری کرد. اما برای توسعه‌ی اینگونه تجهیزات دانشمندان بایستی به‌طور دقیق بدانند که گازهای گلخانه‌ای از کجا و چگونه انتشار می‌یابند.

نویسنده اصلی این مقاله -Lena Hoglund-Isaksson- می‌گوید: “برای توسعه‌ی راهبرد‌هایی برای کاهش تغییرات آب و هوایی ناشی از انتشار گازهای گلخانه‌ای غیر از دی‌اکسید کربن -مانند متان- در جو زمین؛ به فهرست اطلاعاتی دقیق از منابع و محل انتشار گازهای گلخانه‌ای، ساخت مدل‌های پیش‌بینی شده برای توسعه‌ی احتمالی انتشارات در آینده، ارزیابی امکان کاهش تولید گاز‌های گلخانه‌ای در آینده و تخمین بودجه‌ی مورد نیاز برای کاهش آن‌ها، احتیاج داریم. در این تحقیق، ما به مطالعه‌ی انتشار جهانی گاز متان، پتانسیل کاهش نشر آن از نظر فنی و تخمین کاهش هزینه‌ی احتمالی ناشی از آن تا سال 2050 پرداخته‌ایم.”

وی افزود: “در واقع یک راه حل جامع برای تمام دنیا وجود ندارد.

برای مثال در آسیای میانه و آفریقا تولیدات نفتی سهم عظیمی در افزایش این آلودگی‌ها دارند، در اروپا و آمریکای لاتین صنایع لبنی و گوشتی منبع اصلی بوده و در امریکای شمالی تولیدات گاز از سازندهای نفتی عامل اصلی انتشار این نوع گاز‌های آلوده‌کننده می‌باشند.

تحقیقات ما نشان می‌دهد که راه‌حل و راهبرد اصلی برای کاهش آلودگی‌ها بایستی شامل طرح‌های خاص و مخصوص به هر منطقه‌‌ و ناحیه باشد.”

برای استفاده از یکی از مدل‌های تهیه‌شده به نام GAINS، محققان بایستی برای اینکه متوجه شوند این مدل اطلاعاتی چقدر دقیق کار می‌کند، اطلاعات کلی مربوط به انتشار متان در سطح کشور و منطقه را به‌صورت داده‌های پایین به بالا در بازه‌ی زمانی سال‌های 1990 تا 2015؛ با مقدار بالا به پایین تخمین زده شده مقایسه کنند.

آن‌ها همچنین می‌خواستند متوجه شوند که مقدار آلودگی تولید شده توسط متان تا سال 2050 در صورت عدم کاهش آن، به چه صورت خواهد بود.

نتایج نشان می‌دهد که در سطح جهانی، داده‌های مربوط به GAINS با دقت بسیار خوبی با مقدار گاز متان نشر یافته توسط کارخانه‌ها و به‌طور کلی انسان‌ها مطابقت دارد.

برای اینکه اطلاعات به‌دست آمده مورد اعتماد باشند بایستی مقایسه‌ی صحیحی بین داده‌های با رویکرد بالا به پایین و پایین به بالا در دو سطح جهانی و منطقه‌ای صورت گیرد.

آنالیز‌های انجام شده توسط نویسندگان این مقاله نشان می‌دهد که این انتشارات بعد از سال 2010 شدت بسیار بیشتری گرفته‌اند؛ این موضوع اندازه‌گیری‌های با رویکرد بالا به پایینی که در سال‌های گذشته بر روی غلظت گاز متان در هوا انجام گرفته را تأیید می‌کند.

مطالعات حاکی از آن است که این افزایش ناگهانی دلایل متفاوتی دارد؛ افزایش انتشارات متان ناشی از تأسیسات نفتی در امریکای شمالی، افزایش معادن زغال سنگ در کشورهایی به جز چین مانند استرالیا و اندونزی و همچنین افزایش پسماند‌های جهانی ناشی از افزایش جمعیت از جمله این دلایل هستند.

البته در کنار این‌ها، اعداد نشان دهنده‌ی رشد کم اما متداوم انتشارات ناشی از تولید فراورده‌های لبنی و گوشتی در امریکای لاتین و آفریقا می‌باشد.

این مطلب بر چگونگی توزیع بخش‌های تولیدکننده‌ی گاز متان در سراسر زمین تأکید می‌کند.

یافته‌‌ها حاکی از آن است که اگر برای جلوگیری از نشر بیشتر گاز متان جلوگیری نشود، شاهد افزایش 30 درصدی این انتشارات تا سال 2050 خواهیم بود.

با اینکه می‌توانیم با استفاده از تکنولوژی موجود به طور فنی مانع از نشر 38 درصدی از این آلودگی شویم اما باید همزمان دقت داشته باشیم که این اعداد نشان می‌دهند که در بین سال‌های 2020 تا 2050 مقدار بسیار زیادی انتشارات گازهای گلخانه‌ای از جمله متان را خواهیم داشت.

با توجه به این مشکلات، محققین تأکید می‌کنند که با کنترل صحیح می‌توان اهداف کاهش غلضت گاز متان در هوا را در کوتاه‌مدت با هزینه بسیار کمی به دست آورد.

در واقع برای از بین بردن 30 درصد تا 50 درصد آلودگی‌های پیش‌رو تنها مبلغ 50 یورو بر ساعت هزینه نیاز است.

اما برای رسیدن به این مهم بایستی استفاده از سوخت‌های فسیلی نیز به‌طور قابل توجهی کاهش یابد.

همچنین لازم به ذکر است که امکان کاهش آلودگی‌ها به‌طور فنی در کشاورزی ممکن نیست، پس برای کنترل آلودگی‌های مربوط به این زمینه بایستی از روش‌های غیر فنی مانند کاهش رژیم غذایی برای دریافت شیر و گوشت کمتر اقدام کرد.

لایحه انتشار صفر درصد گازهای گلخانه‌ای و حمایت از انرژی بیوگاز

لایحه انتشار صفر درصد گازهای گلخانه‌ای و حمایت از انرژی بیوگاز

پردیس فناوری کیش طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت گروه علوم ومهندسی محیط زیست

اخیراً قانون جدیدی در آمریکا با هدف دستیابی به انتشار خالص صفر گازهای گلخانه‌ای (GHG) در کشاورزی این کشور تا سال 2040 وضع شده است.

فناوری هضم بی‌هوازی می‌تواند در رسیدن به این هدف نقش داشته باشد. طبق اطلاعات ارسال‌شده به کنگره GOV، این لایحه با عنوان قانون ارتجاع کشاورزی یا HR 5861، در تاریخ 12 فوریه معرفی و به کمیته آموزش و کار در کمیته کشاورزی ارجاع شد.

تا به امروز، هیچ مؤسسه‌ای در حمایت از این لایحه ثبت‌نام نکرده است.

پینگری -نماینده دموکرات عضو کمیته نیروهای مسلح مجلس نمایندگان آمریکا- در تاریخ 26 فوریه در بیانیه‌ای اعلام کرد که مقررات این قانون را وضع می‌کند.

پینگری در آن بیانیه گفت: کشاورزی همیشه کاری با ریسک بوده است، اما الگوهای غیرقابل پیش‌بینی شدید آب و هوایی، چالش‌های بزرگی را ایجاد می‌کنند که تولید مواد غذایی کشور ما را تهدید و معیشت کشاورزان آمریکایی را به خطر می‌اندازد.

در سال گذشته، کشاورزان به‌دلیل بارندگی بسیار زیاد قادر به کاشت 19.6 میلیون هکتار از زمین‌های زراعی نبودند. ما باید شرایط را کنترل کنیم تا کشاورزان را در زمین و مشاغل نگه‌ داریم.”

همچنین او در بیانیه خود این سوال را مطرح کرده است که: “قانون ارتجاع کشاورزی به‌عنوان یک نقشه راه برای توالی بیشتر کربن در خاک و کاهش کلی انتشار گازهای گلخانه‌ای با حمایت از کشاورزان در کجا واقع شده است.

ما باید کشاورزان را با بهترین علم موجود توانمند سازیم و طیف وسیعی از ابزارهای حفاظتی را فراهم کنیم، زیرا آن‌چه برای یک کشاورز در شهر ماین سودمند است، ممکن است برای دیگری در آیووا یا جورجیا مفید نباشد.

من یک هدف بلندپروازانه اما قابل تحقق برای کاهش 50 درصدی میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای تا قبل از سال 2030 تعیین کرده‌ام.

چالش‌های این مقیاس نیازمند راه‌حل‌های جسورانه است و برخلاف سایر صنایع، کشاورزی یک فرصت منحصر به فرد دارد تا مقدار زیادی کربن را از جو بیرون بکشند و آن را در خاک ذخیره کنند.”

بر اساس گفته‌های پینگر، فعالیت‌های کشاورزی در حال حاضر 8.4 درصد از کل گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در ایالات متحده را شامل می‌شود.

برای دستیابی به انتشار خالص صفر، این لایحه به شش هدف از حوزه سیاست‌گذاری از جمله :

  • افزایش تحقیقات
  • بهبود سلامت خاک
  • حفاظت از زمین‌های کشاورزی موجود
  • حمایت از سیستم‌های دامی مرتع
  • افزایش سرمایه‌گذاری در طرح‌های انرژی در مزرعه و کاهش ضایعات مواد غذایی متمرکز شده است.
  • هضم بی‌هوازی می‌تواند در تحقق اهداف چندین مورد از این زمینه‌های سیاسی کمک کند.

این قانون با هدف حمایت از سیستم‌های دامداری مبتنی بر مرتع، یک برنامه مدیریت جایگزین برای حمایت از مجموعه‌ای از راهبردهای مدیریت متان منتشر شده توسط دام ایجاد می‌کند.

با توجه به ابتکارات تولید انرژی در مزرعه، این لایحه بودجه برنامه انرژی روستایی برای آمریکا را افزایش می‌دهد، USDA را مستقیماً برای مطالعه انرژی‌های تجدیدپذیر دوگانه و سیستم‌های زراعی و دامی استفاده می‌کند و برنامه AgSTAR را به خدمات حفاظت از منابع ملی UDSA منتقل می‌کند.

کمک به کشاورزان علاقه‌مند در کاهش انتشار متان از طریق هضم بی‌هوازی مؤثر است.

با هدف کاهش ضایعات مواد غذایی، این لایحه همچنین حمایت فدرال را برای پروژه‌های ضایعات مواد غذایی و هضم بی‌هوازی غذا به انرژی افزایش می‌دهد.

ابزار دقیق

ابزار دقیق

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

ابزار دقیق ادواتی هستند که بر حسب نوع کمیت مورد نیاز واحد تحت کنترل ، اعم از فشار ، دما ، دبی ، سطح و … با توجه به شرایط و استانداردهای تعین شده ، انتخاب و مورد استفاده قرار می گیرند. ابزار دقیق در حقیقت زیر ساخت یک سیستم کنترل و اتوماسیون را تشکیل میدهند و شامل ابزاری نظیر: انواع سنسور، انواع کنترلر، نشاندهنده، ترانسمیتر، رکوردر و… میباشند که این ابزار وظیفه اندازه گیری، انتقال، نمایش، ثبت و کنترل پارامترهای مهم فیزیکی را در پروسه های صنعتی به شکلی دقیق بر دوش دارند.

ابزار دقيق را ميتوان به دو صورت دسته بندي كرد:

  • يكي از نظر نوع عملکرد این ابزار؛ برای مثال ابزاری که عمل کنترل دما یا فشار و رطوبت و یا سطح را بر عهده دارند به كنترلر مشهورند و به همین ترتیب ابزار نمایش این مقادیر که به ایندیکیتور یا نمایشگر معروفند و ابزار انتقال اطلاعات مقادیر به صورت سیگنال های استاندارد که  ترانسميتر یا منتقل کننده نامیده میشوند .
  • ابزار دقیق را همچنين میتوان از نظر پارامتري كه این ابزار بايستي عملياتي بر روي آن انجام دهد دسته بندی کرد برای مثال بخشهای ابزار دقیق مربوط به دما نظیر کنترلر دما، ترانسمیتر دما و ترمومتر یا نمایشگر دما، ابزار اندازه گیری و کنترل دقیق فشار، فلومتر یا سنجش جریان سیالات و انتقال مقادیر فلو یا کنترل فلو، ابزار سطح سنجی یا اندازه گیری سطح مواد درون مخازن و کنترل دقیق آنها و ابزار سرعت سنجی، ابزار رطوبت سنجی و ….
قسمتهای تشکیل دهنده ابزاردقیق

ابزار دقیق از سه قسمت اساسی زیر تشکیل شده است که عبارتد از:

  •       اندازگیری
  •       کنترل
  •      محرکها (ادوات خروجی)

این سه مجموعه در کنار یکدیگر مکمل یک سیستمی به نام سیستمهای کنترل اتوماتیک می باشند که این سیستم کنترل اتوماتیک وظیفه انجام کنترل فرایندی را در یک مجموعه عملیاتی بر عهده دارد .

اندازه گیرها

قسمت اندازه گیر مقدار واقعی عنصر مورد نظر را اندازه گیری می کند. پارامترهای مختلفی در صنایع برای کنترل اندازه گیری می شود. مهمترین پارامترهایی که در صنعت برای کنترل اندازه گیری می شوند عبارتند از :

  • اندازه گیری فشار
  • اندازه گیری درجه حرارت
  • اندازه گیری جریانات سیالات
  • اندازه گیری ارتفاع مایعات
کنترل کننده ها

بخش دوم ابزار دقیق بخش کنترل می باشد در ابتدای شروع صنعت که کنترل بصورت امروزی نبود کنترل بوسیله عوامل انسانی انجام می شد سپس با پیشرفت علم سیستم کنترل اتوماتیک با بوجود آمدن ادوات نیوماتیکی (بادی) وارد مرحله جدیدی شد. بعد از مدتی با اختراع ترانزیستور استفاده از کارتهای الکترونیکی برای کنترل آغاز شد با بوجود آمدن این قطعات کنترلی استفاده از عوامل انسانی برای کنترل کمتر می شد. در ادامه پیشرفت علم کامپیوترهای صنعتی با نام plc وارد صنعت شدند بوسیله این plc ها واحدها به آسانی کنترل می شدند و تغییرات نیز به آسانی در واحدها انجام می گرفت.
امروزه کنترل کنندهای جدیدتری بنام سیستم کنترل کننده توزیع پذیر(DCS) و کنترل کننده های فازی (FCD) وظیفه کنترل را در واحدهای صنعتی بر عهده دارند.

محرکها (ادوات خروجی)

محرکها ادواتی هستند که سیگنال خروجی را از قسمت کنترل کننده می گیرد و متناسب با این سیگنالها عمل می کند. از عمده ادوات خروجی می توان به شیرهای کنترل و الکتروموتورها اشاره کرد. این ادوات با عملکرد خود باعث کنترل پارامترهای اندازه گیری شده در مقدار مطلوب و مورد نظر می شوند . این ادوات گستره تنوعی زیادی دارند.

بازیافت پلاستیک

بازیافت پلاستیک

پردیس فناوری کیش – طرح مشاوره متخصصین صنعت – گروه محیط زیست

صنعت بازیافت پلاستیک در ایران

این روزها پلاستیک‌ها در تمامی ابعاد زندگی بشر دیده می‌شوند، تقریباً در تمام صنایع و ساخت اکثر وسایلی که استفاده می‌کنیم از آنها استفاده شده است، هر یک از وسایل پلاستیکی که استفاده می‌کنیم طول عمری دارند که پس از پایان این دوره دور انداخته می‌شوند و به ضایعات پلاستیکی تبدیل می‌شوند، به عنوان مثال در سطح جهان روزانه چندین میلیون تن ضایعات  پلاستیک از بسته بندی مواد غذایی و یا بطری‌های آب و نوشیدنی و… تولید می‌شود.

در ایران هم بخشی از ضایعات پلاستیکی ، به چرخه ی تولید باز میگردد اما این میزان از کشور های اروپایی به مراتب کمتر است.

دلیل اصلی آن هم این است که فرآیند تفکیک از همان خانه در کشور های اروپایی صورت میگیرد.

عدم توانایی در تامین ضایعات

یکی از اصلی ترین چالش ها برای تولید کنندگان و فعالان صنعت بازیافت تامین بار یکدست و مستمر است. بسیاری تصور میکنند چون مصرف پلاستیک در کشور بالاست بنابراین ضایعاتش هم به وفور یافت میشود.

 این تصور کاملا غلط است!!!

بسیاری از از ضایعات پلاستیک که در پسماندهای شهری وجود دارد عملا غیر قابل استفاده میشوند و بسیاری از آنها همراه با پسماند شهری دفن یا سوزانده میشوند. مابقی ضایعات پلاستیک هم توسط پیمانکاران شهرداری به صورت دستی و با نیروی انسانی تفکیک و جداسازی میشوند .

بخاطر عدم استفاده یا استفاده محدود از ماشین آلات پیشرفته برای تفکیک و جداسازی ( که قیمت چند میلیون دلاری دارند) در ایران ، میزان ضایعات قابل استفاده برای بازیافت پلاستیک که از پسماند های شهری بدست می آید جوابگوی نیاز بازار نیست و بسیاری از ضایعات بدست آمده نیز کیفیت چندانی ندارند.

البته ضایعات پلاستیک فقط محدود به ضایعات شهری نمیباشد.

ضایعات را میتوان به : ضایعات شهری ، ضایعات صنعتی ، ضایعات بخش کشاورزی ، تقسیم بندی کرد.

مراحل کلی بازیافت پلاستیک

به‌طور کلی ۳ روش برای بازیافت پلاستیک وجود دارد:

– بازیافت مکانیکی
– بازیافت شیمیایی
– بازیافت انرژی

روند بازیافت پلاستیک

مراحل بازیافت زیر برای عموم پلاستیک‌ها صادق است ولی استثناهایی هم وجود دارد مانند سبد که میتوان آنها را آسیاب نمود و پس از آسیاب بسته بندی و به مرحله گرانول سازی و حتی جهت تولید مجدد سبد ارسال کرد و یا پلاستیک‌هایی که از خط تولید کارخانه ها می‌آید و تمیز است با پلاستیکهایی که از سطح شهر جمع‌آوری می‌شود متفاوت است.

در زیر یک فرآیند کامل را شرح دادیم:

– قرار دادن ضایعات بر روی تسمه نقاله
– جداسازی بر اساس جنس پلاستیک
– جداسازی بر اساس رنگ
– جداسازی مواد دیگر ( فلز، چوب، شیشه و…. )
– شستشوی اولیه (پیش شستشو)
– خورد کردن و آسیاب نمودن
– شستشو با آب سرد
– جداسازی در آب سرد بر اساس دانسیته
– شستشوی سایشی جهت از بین بردن اثر چسب و یا ذراتی که به سختی بر روی پلاستیک‌ها چسبیده است
– شستشو با آب گرم: این مرحله از شستشو برای همه مواد پلاستکی لازم نیست و برای برخی الزامی است به عنوان مثال جهت بازیافت PET حتما باید با آبگرم شستشو انجام پذیرد و برای موادی که چرب است نیز باید انجام پذیرد.
– آبگیری
– خشک کردن
– جداسازی لیبل ( این مرحله در برخی از خطها در ابتدای خط است )
– کندر ( جهت نایلونها و مواد پلاستیکی سبک)
– تولید گرانول  ( این مرحله توسط اکسترودر انجام میپذیرد )

انواع پمپ هیدرولیک

انواع پمپ هیدرولیک

پردیس فناوری کیش-طرح مشاوره متخصص صنعت و مدیریت-گروه مهندسی مکانیک

پمپ رفت و برگشتی

معمولا موتورهای الکتریکی تامین کننده نیروی محرکه لازم در این مدل هستند.
در این مدل پمپ، با چرخش میل لنگ، پیستون در سیلندر جلو و عقب رفته یا اصطلاحا حرکت رفت و برگشتی می کند.

مکش ایجاد شده در سیلندر که ناشی از عقب رفتن پیستون است، باعث کشیده شدن مایع به داخل سیلندر می شود.

مایع از یک شیر ورودی به داخل سیلندر کشیده می شود.

وقتی پیستون به جلو حرکت کند، ورودی بسته شده و مایع از شیر خروجی خارج می شود.
شیرهای ورودی و خروجی یک طرفه هستند و ورود و خروج مایع را در هنگام حرکت پیستون کنترل می کنند تا
مانع جابجایی اشتباه مایع به قسمت کم فشار و بالعکس شوند.

اگرچه حجم انتقال یافته در این پمپ ها ثابت است، اما دامنه حرکت عضو رفت و برگشتی می تواند با مکانیزمی قابل تنظیم باشد. به همین دلیل این پمپ ها اولین انتخاب برای سرویس های تزریق هستند.
از معایب این پمپ ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- نبض یا Pulse (به عنوان پدیده نامطلوب در سیستم لوله کشی)
2- وابستگی به عملکرد شیر یک طرفه (Check Valve) در ورودی و خروجی

پمپ پیستونی

در پمپ های پیستونی ساختار انتقال قدرت شبیه به پمپ های پلانجری است.
با این تفاوت که در اختلاف فشار کمتری می توانند حجم مشخصی از سیال را جا به جا کنند. علت آن را می توان در ضریب رعنایی بالاتر میله پیستون آن  و در نهایت کمانش راحت تر آن دانست.

محدوده کاری
این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 150bar مورد استفاده قرار می گیرند.

کاربرد

  • پمپ های هیدرولیکی برای ماشین آلات سنگین
  •  پمپ انتقال نفت خام
پمپ پلانجری

در پمپ های پلانجری، نیروی دورانی موتور از طریق میل لنگ و یک میل-پیستون که حرکت دورانی را به حرکت رفت و برگشتی تبدیل می نماید به پیستون منتقل می شود.
پمپ های پلانجری بهترین گزینه برای پمپاژ سیالات با ویسکوزیته بالا می باشند.

محدوده کاریپمپ های پلانجری

از این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 2100bar می توان بهره برداری نمود.

مزایای پمپ های پلانجری

این پمپ در میان سایر انواع خانواده پمپ های جابجایی مثبت می تواند در بالاترین محدوده اختلاف فشار، سیال را جا به جا نماید.

 پمپ دیافراگمی

پمپ های دیافراگمی را بر اساس تعداد دیافراگم می توان به انواع ذیل تقسیم بندی نمود:

  •  دیافراگم تکی(Single Diaphragm)
  •  دیافراگم دوتایی (Double Diaphrag)

همچنین بالاترین درجه نشت بندی را دارا بوده و به جز در ویسکوزیته دینامیکی 400cp از رایج ترین پمپ های تزریق در صنعت نفت، گاز و پتروشیمی محسوب می شوند.
در حالت دیافراگم دوتایی، فاصله میان دو دیافراگم با لایه نازکی از روغن پر شده یا آن را در فشاری نزدیک به فشار خلا قرار می دهند. یک سنسور معروف به

Rupture detector فضای موجود میان دو دیافراگم را مورد پایش قرار می دهد.

محدوده کاری
از این پمپ ها معمولا تا اختلاف فشار 250bar می توان استفاده کرد؛ که در این اختلاف فشار معمولا می توان دبی 500l/h را پمپاژ نمود.

مزایا
به دلیل قدرت نشت بندی بالا برای پمپ کردن مواد شیمیایی اشتعال پذیر و یا خطرناک مناسب هستند.

پمپ چرخشی 

این پمپ ها با استفاده از مکانیسم چرخشی، سیال را جا به جا می کنند.
در واقع خلاء ایجاد شده ناشی از چرخش چرخ دنده ها، منجر به جذب و هدایت سیال می شود.

مزیت مهم این پمپ ها که آن ها را بسیار کارآمد کرده این است که
می توان از آن ها برای پمپ کردن سیالات ویسکوز (چسبناک) استفاده کرد.

در این پمپ ها با افزایش ویسکوزیته، سرعت گردش بالاتر می رود و سیال در سیستم انتقال می یابد.

ین پمپ ها که خود یکی از انواع پمپ های جابجایی مثبت هستند، در حالت کلی خود به چند دسته تقسیم می شوند که در شکل زیر قابل مشاهده است:

پمپ های پرکاربرد از گروه پمپ های روتوری به شرح ذیل است:

  •  پمپ های اسکرو
  • پمپ های دنده ای (دنده داخلی و خارجی)
  •  پمپ های تیغه ای
  • پمپ های گوشواره ای
پمپ اسکرو یا پیچ ارشمیدس

این دسته پمپ اولین و مهم ترین نماینده خانواده پمپ های چرخشی هستند.

حرکت سیال در این گونه از پمپ ها براساس تغییر زاویه یک پیچ در پوسته است.
به دلیل ابداع این پمپ توسط ارشمیدس این پمپ ها را با نام پیچ ارشمیدس (Archimedes rotary pump) نیز می شناسند.

محدوده کاری
محدوده سرعت جریان: 189 تا 56781 لیتر در دقیقه
محدوده اختلاف فشار: 310 بار

پمپ دنده ای (gear Pump)

این پمپ ها شامل دو نوع دنده ای داخلی و دنده ای خارجی می باشند.

 پمپ دنده ای خارجی

پمپ های دنده خارجی یکی از پمپ های محبوب هستند و اغلب به عنوان پمپ های روان کاری در ماشین آلات، در واحد انتقال قدرت مایع و به عنوان پمپ های روغن در موتور استفاده می شود

محدوده کاری
پمپ های کوچک دنده خارجی معمولا در دور 1750Rpm یا 3450Rpm عمل می کنند و مدل های بزرگتر با سرعت تا 640 دور در دقیقه عمل می کنند. این پمپ ها بهتر است سیال را حداکثر در اختلاف فشار 120 بار جاه به جا نماید.

پمپ دنده ای داخلی

پمپ های دنده داخلی فوق العاده همه کاره هستند و می توان از آن ها در محدوده وسیع ویسکوزیته ای و دمایی استفاده کرد.

این به دلیل نقطه ی تکین لقی (clearance) (فاصله ی بین انتهای دنده دنده روتور و سر پمپ) است.

این لقی (clearance) قابل تنظیم است تا بتواند خود را به درجه حرارت بالا، حداکثر بهره وری در مایعات ویسکوزیته بالا تطبیق دهد.