خط تولید کودهای محلول در آب

معرفی فرآیند تخمیر:
تخمیر بیوگاز که به نام‌های هضم بی‌هوازی و تخمیر بی‌هوازی نیز شناخته می‌شود، به مواد آلی (مانند کود انسان، دام و طیور، کاه، علف‌های هرز و غیره) در شرایط رطوبت، دما و شرایط بی‌هوازی خاص، از طریق کاتابولیسم میکروارگانیسم‌های مختلف و در نهایت فرآیند تشکیل مخلوطی قابل اشتعال از گازهایی مانند متان و دی اکسید کربن.سیستم تخمیر بیوگاز بر اساس اصل تخمیر بیوگاز با هدف تولید انرژی است و در نهایت استفاده جامع از بیوگاز، دوغاب بیوگاز و باقیمانده بیوگاز را تحقق می بخشد.

تخمیر بیوگاز یک فرآیند بیوشیمیایی پیچیده با ویژگی های زیر است:
(1) انواع مختلفی از میکروارگانیسم‌ها در واکنش تخمیر دخیل هستند و هیچ سابقه‌ای برای استفاده از یک سویه برای تولید بیوگاز وجود ندارد و تلقیح برای تخمیر در طول تولید و آزمایش مورد نیاز است.
(2) مواد خام مورد استفاده برای تخمیر پیچیده هستند و از طیف وسیعی از منابع می آیند.مواد آلی مختلف و یا مخلوط های مختلف را می توان به عنوان مواد خام تخمیر استفاده کرد و محصول نهایی بیوگاز است.علاوه بر این، تخمیر بیوگاز می تواند فاضلاب آلی با غلظت جرم COD بیش از 50000 میلی گرم در لیتر و زباله های آلی با محتوای جامد بالا را تصفیه کند.
مصرف انرژی میکروارگانیسم های بیوگاز کم است.در شرایط مشابه، انرژی مورد نیاز برای هضم بی هوازی تنها 1/30 تا 1/20 تجزیه هوازی را تشکیل می دهد.
انواع مختلفی از دستگاه های تخمیر بیوگاز وجود دارد که از نظر ساختار و جنس متفاوت هستند، اما انواع دستگاه ها می توانند بیوگاز تولید کنند تا زمانی که طراحی معقول باشد.
تخمیر بیوگاز به فرآیندی اطلاق می شود که در آن ضایعات آلی جامد مختلف توسط میکروارگانیسم های بیوگاز برای تولید بیوگاز تخمیر می شوند.به طور کلی می توان آن را به سه مرحله تقسیم کرد:
مرحله روانگرایی
از آنجایی که مواد آلی جامد مختلف معمولاً نمی توانند وارد میکروارگانیسم ها شوند و توسط میکروارگانیسم ها مورد استفاده قرار گیرند، مواد آلی جامد باید به مونوساکاریدهای محلول، اسیدهای آمینه، گلیسرول و اسیدهای چرب با وزن مولکولی نسبتاً کوچک هیدرولیز شوند.این مواد محلول با وزن مولکولی نسبتاً کوچک می توانند وارد سلول های میکروبی شده و بیشتر تجزیه و مورد استفاده قرار گیرند.
مرحله اسید زایی
مواد محلول مختلف (مونوساکاریدها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب) تحت تأثیر باکتری‌های سلولزی، باکتری‌های پروتئینی، لیپوباکتری‌ها و آنزیم‌های درون سلولی باکتری‌های پکتین، مانند اسید بوتیریک، اسید پروپیونیک، اسید استیک، به تجزیه و تبدیل شدن به مواد کم مولکولی ادامه می‌دهند. و الکل ها، کتون ها، آلدئیدها و سایر مواد آلی ساده.در همان زمان، برخی از مواد معدنی مانند هیدروژن، دی اکسید کربن و آمونیاک آزاد می شود.اما در این مرحله محصول اصلی اسید استیک است که بیش از 70 درصد را به خود اختصاص می دهد، بنابراین به آن مرحله تولید اسید می گویند.باکتری هایی که در این مرحله شرکت می کنند اسیدوژن نامیده می شوند.
مرحله متانوژنیک
باکتری های متانوژن مواد آلی ساده مانند اسید استیک تجزیه شده در مرحله دوم را به متان و دی اکسید کربن تجزیه می کنند و دی اکسید کربن تحت اثر هیدروژن به متان تبدیل می شود.این مرحله را مرحله تولید گاز یا مرحله متانوژن می نامند.
باکتری های متانوژن نیاز به زندگی در محیطی با پتانسیل کاهش اکسیداسیون زیر 330- میلی ولت دارند و تخمیر بیوگاز نیازمند یک محیط بی هوازی دقیق است.
به طور کلی اعتقاد بر این است که از تجزیه مواد آلی مختلف پیچیده تا نسل نهایی بیوگاز، پنج گروه فیزیولوژیکی عمده از باکتری ها درگیر هستند که عبارتند از باکتری های تخمیر کننده، باکتری های استوژن تولید کننده هیدروژن، باکتری های استوژن مصرف کننده هیدروژن، هیدروژن خوار. متانوژن ها و باکتری های تولید کننده اسید استیک.متانوژن هاپنج گروه از باکتری ها زنجیره غذایی را تشکیل می دهند.با توجه به تفاوت متابولیت هایشان، سه گروه اول باکتری ها فرآیند هیدرولیز و اسیدی شدن را با هم و دو گروه دوم باکتری ها فرآیند تولید متان را کامل می کنند.
باکتری های تخمیری
انواع مختلفی از مواد آلی وجود دارد که می توانند برای تخمیر بیوگاز استفاده شوند، مانند کود دامی، کاه گیاهی، ضایعات فرآوری مواد غذایی و الکل و غیره، و اجزای شیمیایی اصلی آن شامل پلی ساکاریدها (مانند سلولز، همی سلولز، نشاسته، پکتین، و غیره)، کلاس لیپیدها و پروتئین.بیشتر این مواد آلی پیچیده در آب نامحلول هستند و ابتدا باید قبل از جذب و استفاده توسط میکروارگانیسم ها توسط آنزیم های خارج سلولی ترشح شده توسط باکتری های تخمیری به قندهای محلول، اسیدهای آمینه و اسیدهای چرب تجزیه شوند.پس از اینکه باکتری های تخمیرکننده مواد محلول فوق را به داخل سلول ها جذب کردند، از طریق تخمیر به اسید استیک، اسید پروپیونیک، اسید بوتیریک و الکل تبدیل می شوند و همزمان مقدار معینی هیدروژن و دی اکسید کربن تولید می شود.مقدار کل اسید استیک، اسید پروپیونیک و اسید بوتیریک در آبگوشت تخمیر در طی تخمیر بیوگاز، اسید کل فرار (TVA) نامیده می شود.در شرایط تخمیر طبیعی، اسید استیک اسید اصلی در کل اسید اعمال شده است.هنگامی که مواد پروتئینی تجزیه می شوند، علاوه بر محصولات، سولفید هیدروژن آمونیاک نیز وجود خواهد داشت.انواع مختلفی از باکتری های تخمیری در فرآیند تخمیر هیدرولیتیک دخیل هستند و صدها گونه شناخته شده از جمله کلستریدیوم، باکتریوئیدها، باکتری های اسید بوتیریک، باکتری های اسید لاکتیک، بیفیدوباکتری ها و باکتری های اسپیرال وجود دارد.بیشتر این باکتری ها بی هوازی هستند، اما بی هوازی اختیاری نیز هستند.[1]
متانوژن ها
در طی تخمیر بیوگاز، تشکیل متان توسط گروهی از باکتری های بسیار تخصصی به نام متانوژن ایجاد می شود.متانوژن ها شامل هیدرومتانوتروف ها و استومتانوتروف ها هستند که آخرین اعضای گروه در زنجیره غذایی در طول هضم بی هوازی هستند.اگرچه آنها دارای اشکال متنوعی هستند، اما وضعیت آنها در زنجیره غذایی باعث می شود که ویژگی های فیزیولوژیکی مشترکی داشته باشند.آنها در شرایط بی هوازی، محصولات نهایی سه گروه اول متابولیسم باکتری ها را در غیاب گیرنده های هیدروژن خارجی به فرآورده های گازی متان و دی اکسید کربن تبدیل می کنند تا تجزیه مواد آلی در شرایط بی هوازی با موفقیت انجام شود.

انتخاب فرآیند محلول غذایی گیاهی:
تولید محلول مغذی گیاهی در نظر دارد از اجزای مفید موجود در دوغاب بیوگاز استفاده کند و عناصر معدنی کافی به آن اضافه کند تا محصول نهایی ویژگی های بهتری داشته باشد.
اسید هیومیک به عنوان یک ماده آلی درشت مولکولی طبیعی، فعالیت فیزیولوژیکی و عملکردهای جذب، کمپلکس و تبادل خوبی دارد.
استفاده از اسید هیومیک و دوغاب بیوگاز برای تصفیه کیلاسیون می تواند پایداری دوغاب بیوگاز را افزایش دهد، افزودن کیلاسیون عناصر کمیاب می تواند باعث جذب بهتر عناصر کمیاب شود.

مقدمه فرآیند کیلاسیون اسید هیومیک:
کیلاسیون به واکنش شیمیایی اطلاق می شود که در آن یون های فلزی با دو یا چند اتم هماهنگ کننده (غیر فلز) در یک مولکول توسط پیوندهای هماهنگی به هم متصل می شوند تا یک ساختار هتروسیکلیک (حلقه کلات) حاوی یون های فلزی تشکیل دهند.نوعی اثراین شبیه به اثر کیلاسیون چنگال خرچنگ است، از این رو نام آن است.تشکیل حلقه کلات باعث می شود که کلات پایدارتر از کمپلکس غیرکلات با ترکیب و ساختار مشابه باشد.این اثر افزایش پایداری ناشی از کیلاسیون را اثر کیلاسیون می نامند.
واکنش شیمیایی که در آن یک گروه عاملی متشکل از یک مولکول یا دو مولکول و یک یون فلزی از طریق هماهنگی ساختار حلقه ای را تشکیل می دهند، کیلاسیون نامیده می شود که به عنوان کیلاسیون یا چرخه سازی نیز شناخته می شود.از بین آهن معدنی که توسط بدن انسان خورده می شود، تنها 2-10٪ در واقع جذب می شود.هنگامی که مواد معدنی به اشکال قابل هضم تبدیل می شوند، اسیدهای آمینه معمولاً به آن اضافه می شوند تا آن را به یک ترکیب "کلات" تبدیل کنند.اول از همه، Chelation به معنای پردازش مواد معدنی به اشکال قابل هضم است.محصولات معدنی معمولی مانند پودر استخوان، دولومیت و غیره تقریباً هرگز "کلات" نشده اند.بنابراین، در فرآیند هضم، ابتدا باید تحت درمان "کلاتاسیون" قرار گیرد.با این حال، فرآیند طبیعی تشکیل مواد معدنی به ترکیبات "کلات" (کلات) در بدن اکثر افراد به آرامی کار نمی کند.در نتیجه، مکمل های معدنی تقریباً بی فایده هستند.از این رو می دانیم که موادی که بدن انسان بلعیده می شود نمی تواند اثرات خود را به طور کامل اعمال کند.بیشتر بدن انسان نمی تواند غذا را به طور موثر هضم و جذب کند.در میان آهن غیر آلی موجود، تنها 2 تا 10 درصد در واقع هضم می شود و 50 درصد آن دفع می شود، بنابراین بدن انسان قبلاً آهن «کلاته» کرده است.هضم و جذب مواد معدنی تیمار شده 3 تا 10 برابر بیشتر از مواد معدنی تیمار نشده است.حتی اگر کمی پول بیشتری خرج کنید، ارزشش را دارد.
معمولاً کودهای متوسط ​​و عناصر کمیاب که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولاً نمی‌توانند توسط گیاهان جذب و مورد استفاده قرار گیرند، زیرا عناصر کمیاب غیر آلی به راحتی توسط خاک در خاک تثبیت می‌شوند.به طور کلی، راندمان استفاده از عناصر کمیاب کلات در خاک بیشتر از عناصر کمیاب معدنی است.قیمت عناصر کمیاب کلات نیز بالاتر از کودهای غیر آلی است.