بهینه سازی متغیرهای دما و زمان پیش تیمار حرارتی و غلظت مواد آلی به منظور تولید بیشینه متان در هضم بی هوازی پسماندهای آلی

هضم بی هوازی پسماندهای آلی دارای مشکلاتی همچون کند بودن فرآیند و در نتیجه نیاز به حجم زیاد راکتور، عدم تولید متان کافی برای تامین انرژی مورد نیاز فرآیند و همچنین عدم اطمینان از سلامت مواد هضم شده برای استفاده در اراضی کشاورزی به عنوان کود آلی است. پیش تیمار حرارتی پسماندهای آلی می تواند به عنوان روشی برای حل مشکلات مطرح شده در خصوص فرآیند هضم بی هوازی در نظر گرفته شود. از سوی دیگر محققین بسیاری اعمال دماهای بالا به منظور پیش تیمار انواع مواد آلی مانند پسماندهای غذایی که به سهولت قابل تجزیه هستند را به دلیل تاثیر نامطلوب در فرآیند هضم و کاهش تولید متان توصیه نمی کنند. در این تحقیق تاثیر پارامترهای مستقل شامل دمای پیش تیمار در سه سطح 70، 90 و 110 درجه سلسیوس، زمان پیش تیمار در سه سطح 30، 75 و 120 دقیقه و غلظت در سه سطح 8، 12 و 16 درصد بر روی میزان تولید متان  بررسی شدند. به منظور بهینه سازی این پارامترها، مدل سازی با استفاده از روش سطح پاسخ و در قالب طرح باکس بنکن انجام و سپس از الگوریتم ژنتیک برای یافتن سطوح بهینه متغیرهای مورد بررسی بهره گیری شد. نتایج بهینه سازی فرآیند پیش تیمار حرارتی با استفاده از الگوریتم ژنتیک نشان داد که مطلوب ترین مقادیر مربوط به دما و زمان پیش تیمار و غلظت مورد بررسی به ترتیب 96 درجه سلسیوس و 95 دقیقه و 12 درصد بوده اند. میزان مورد انتظار تولید متان بر اساس الگوریتم ژنتیک با اعمال شرایط بهینه دما و زمان پیش تیمار و غلظت برابر 354 میلی لیتر به ازای هر گرم ماده آلی فرار بوده که مطابقت خوبی با میزان واقعی متان حاصل شده پس از اعمال این پیش تیمار بر پسماندهای آلی داشته است (58/4 ± 347).