روش‌هاي تحليلي براي ارزيابي كيفيت كمپوست باگاس نيشكر و بهبود ويژگي‌هاي فيزيكي‌مكانيكي جهت فشرده‌سازي

سابقه و هدف: سنجه هاي بلوغ و پا يداري در كمپوست ها براي اطمينان از كيفيت محصول نهايي، حفظ اطمينان مصرف كننده و تضمين قابليت كاربرد آنها براي مصرف ها ي كشاورزي بسيار ضرورت دارند. افزون براين، زيست توده هاي كمپوست شده به دليل كم بودن چگالي انرژي و توده اي با مشكل هايي از قبيل هزينه هاي انبا ر و حمل و نقل زياد و همچنين هزينه هاي كلي در مد يريت لجستيك مواجه هستند. كاهش اندازه ذرات و فشرد ه سازي زيست توده هاي كمپوست شده مي تواند تا حدي بر اين چالش ها غلبه كند .مواد و رو ش ها: كمپوست باگاس نيشكر ( SBC ) 1 از شركت توسعه فرآو ري باگاس جنوب ( بيوفر) براي مشخصه يابي كيفيت و آسياب كردن جهت پلت سازي تهيه شد. به منظور ارزيابي كيفيت SBCs ، مشخصه يابي از طريق روش هاي تحليلي گرماسنجي روبشي تفاضلي ( DSC ) 2 ، پراش پرتو ايكس ( XRD ) 3 ، تبديل فوريه مادون قرمز ( IRFT ) 4 و ميكروسكوپ الكتروني روبشي ( SEM ) 5 مورد بررسي قرار گرفت. در ادامه، از يك آسياب چكشي سايشي براي بهبود ويژگي هاي فيزيكي مكانيكي و كاهش اندازه ذرات SBCs استفاده شد. براي اين منظور، طرح آزمايشي در قالب طرح فاكتوريل ( Doptimal ) براي بررسي معني داري و بهينه سازي اثر سه متغير مستقل محتواي رطوبتي ( 8 ، 12و 16 درصد وز ني بر پايه تر)، اندازه مش ( 1 ، 5 / 2 و 4 ميلي متر) و سرعت دوراني آسياب (1400 و 2000 دور بر دقيقه) بر مصرف انرژي ويژه و چگالي تود ه اي به عنوان پاسخ هاي طرح استفاده شد.نتايج و بحث : نتايج مشخصه يابي شيميايي نشان دادند كه ويژگي هاي SBCs به طور كامل با استانداردهاي موجود مطابقت دارند .ريزنگاره هاي SEM ، تغييرات فيزيكي در سطح هاي SBCs ر ا مي توان با يك مورفولوژي ناصاف و غير يكنواخت همراه با تركهايي در راستاي طولي در اثر تجزيه همي سلولز و ليگنين و با باز شدن دسته هاي الياف در سلولز ثابت كرد. اين روند همچنين توسط آناليز XRD اثبات شد به طوريكه با افزايش سنجه بلورينگي (از 62 تا 75 )، ناحيه كريستالي سلولز در SBCs بدون تغيير باقي ماند؛ اما ناحيه آمورف (شامل همي سلولز و ليگنين) كمي دچار تجزيه شدند. نتايج حاصل از آناليز FTIR ، تغييرات گروه هاي عاملي، تجزيه زيستي ميكروبي ليپيدها و كربوهيدراتها و همچنين تخريب ليگنين و پلي فنول ها را در SBCs نشان داد. براساس نتايج حاصل از آناليز حرارتي DSC ، دماي انتقال شيشه ا ي 7 / 89 درجه سلسيوس بر اي SBCs به دست آمد كه با توجه به شدت پيك در اين نقطه، افزايش درجه بلوغ و هيوميفيكاسيون SBCs تضمين شده است. بر اي هر دو پاسخ مصرف انرژي ويژه و چگا لي تود ه اي SBC ، مدل برهمكنش دو عاملي (2FI ) با بيشترين ضريب همبستگي و كمترين انحراف معيار پيشنهاد شد. اندازه مش آسياب بيشترين تأثير را در ميان پارامترها بر مصرف انرژي ويژ ه آسياب و چگالي توده اي داشت .نتيجه گيري : نتايج نشان مي دهند كه استفاده از آناليزهاي تحليلي جامع براي بررسي شفاف و مقايس ه اي بين محصول نهايي كمپوست و ماد ه اوليه از نظر سنجه هاي پايداري و بلو غ، كاربردي و قابل اطمينان است . نتايج بهينه سازي حاصل از طر حDoptimal نشان داد كه تحت شرا يط بهينه محتواي رطوبتي 8 درصد وزني بر پا يه تر، اندازه مش آسياب 1 ميلي متر و سرعت دوراني 1400 دور بر دقيقه، مقدار كمينه مصرف انرژي ويژه 38 / 141 كيلوژول بر كيلوگرم و بيشينه چگالي توده اي 62 / 209 كيلوگرم بر متر مكعب به عنوان پاسخ هاي بهينه با تابع مطلوبيت 88 / 0 حاصل مي شود .