عنوان اختراع: رآكتور آزمایشگاهی بهینه سازی كوكومپوست

خلاصه اختراع

رشد سریع جوامع صنعتی و گسترش فرهنگ مصرف گرایی موجب بروزر دو معضل بزرگ تحت عناوین مواد زائد جامد شهری و فاضلاب شده است در خلال چند دهه اخیر برنامه ریزی در زمینه مدیریت پسماندها توجه بسیاری را به خود معطوف كرده است. در هر جامعه می توان از یك یا چند روش برای دفع زباله استفاده نمود. تبدیل پسماند به كمپوست یكی از روشهای خوب دفع محسوب می شود لذا این اختراع با هدف دستیابی به پارامترهای بهینه كمپوست توام لجن تصفیه خانه با مواد زائد جامد شهری صورت گرفته است. 2- تعریف كمپوست: كمپوست از كلمه لاتین Compositus به معنای مخلوط و یا مركب اقتباس شده است. تولید كود آلی (كمپوست) عبارت است از تجزیه مواد آل موجود در زباله های فساد پذیر در شرایط خاص و كنترل شده كه از این طریق مواد آلی به مواد مفیدی مانند هوموس تبدیل می شوند. كوكومپوست به معنای كمپوست تركیبی است. تهیه كود از زباله بازیافت مواد فساد پذیر و درسترسی به منابع اقتصادی كه از طریف فروش این مواد حاصل می آید از مهمترین عوامل توجه به این روش در سالهای اخیذ به شمار می رود. اقتصادی بودن این روش در بسیاری از نقاط جهان به اثبات رسیده است. در واقع كمپوست یك فاز بیولو|یكی و تغییر فرم است كه توسط میككروارگانیزمهای هوازی در داخل توده انجام می گیرد و حرارتی حدود 75 - 65 درجه سانتی گراد تولید می نماید. با توجه به مكان تولید زباله و آب و هوای آن از یك تن زباله حدود 350 تا 500 كیلوگرم كمپوست تولید می شود. 3- فرمول دخیل در عملكرد سیستم اختراع شده: فرمول 1 بیان كننده تجزیه مواد آلی است. یكی از محصولات این واكنش گاز آمونیاك می باشد كه آمونیاك تولیدی در مرحله تكمیل در واكنشهای زیر ابتدا به نیتریت و بعد به نیترات تبدیل می شود. 4- استانداردهای مورد استفاده: در این اختراع استانداردهای كانادایی AAFC سازمان كشاورزی و مواد غذاایی كانادا SCC مشاور استاندارد كانادا و BNQ سازمان بهداشت كبك مورد استفاده قرار گرفتند. 5- سیستمهای مهم تولید كمپوست: عمده این روشها عبارتند از روش برگرداند توده یا ویندرو روش هوادهی فعال روش هوادهی غیر فعال روش تولید كمپوست در رآكتور كه دستگاه حاصر براساس این روش اما برای اولین بار در جهان برای كوكمپوست كمپوست تركیبی مورد استفاده قرار گرفت . 6- كاركرد رآكتور اختراع شده در این راكتور كمپوست داخل مخازن مشخص و در دو فاز كاملا متمایز صورت می گیرد كه یكی مرحله تجزیه با نرخ بالا و دیگری مرحله تكمیل است. با توجه به ویژگیهای خاص مرحله اول از جمله دمای بالای توده پتانسیل تولید نرخ تجزیه بالا و همچنین نرخ جذب اكسی|ن بالا می توان این مراحل را از هم تمیز داد راكتور تولید كمپوست ممكن است به حالت عمودی و یا افقی باشد. هوادهی توسط مجاری و تحت فشار مشخص صورت می گیرد. برای كنترل بهتر دمای داخل محفظه حالت افقی ارجح است. نوعی افقی دارای طرحهای مختلفی است. مثلا ممكن است به حالت استاتیكی و یا دینامیكی طراحی شود. در نوع دینامیكی مواد علاوه بر هوادهی دائما هم زده می شوند. در این نوع در مقایسه با راكتور نوع عمودی كنترل بهتری روی دما و رطوبت وجود دارد زیرا هوادهی در نوع افقی به علت تماس بیشتر هوا با مواد زائد بهتر صورت می گیرد . به طور كلی در این روش مواد درون راكتور بین 10 تا 24 روز كمپوست می شوند. 7- سیتم آزمایشگاهی این تحقیق: برای این راكتور در ابتدا دو سیستم پیشنهاد گردید: الف - سیستم بسته دورانی: هماهنگونه كه در اشكال 1 و 2 ملاحظه می شود این سیستم از محفظه ای بسته به طول 1/5 متر و به عرض 80 سانتی متر و ارتفاع 1 متر تشكیل می شود در این محفظه 3 تا 4 سلول بسته استوانه ای حول یك محور گردنده و توسط یك موتور الكتریكی با سرعتهای یكنواخت خواهند چرخید. دمای محیط نیز توسط المنت و سنسورهای دیجیتال به صورت پیوسته كنترل می گردد. چهار طرف بدنه از ورق گالوانیزه دو جداره مسلح به پشم سنگ جهت كاهش تبادل حرارتی ساخته شده و هر سلول به شكل استوانه ای به قطر قاعده 15 سانتی متر و ارتفاع 25 سانتی متر طراحی گردید. بك موتور الكتریكی فیلیپس با دور قابل تنظیم در حد 1 دور بر دقیقه برای سیستم دورانی مورد استفاده در نظر گفته شد. سیستم گرمایش این طرح نیز با یك المنت صنعتی سنسور و ترمومتر دیجیتال طراحی گردید. در عمل به دلیل عدم وجود موتور الكتریكی مورد نظر در بارار و حجم زیاد چرخدنده جایگزین و نیز آلودگی صوتی ناشی از سر و صدای زیاد گیربكس سیستم از استفاده از آن صرف نظر شد و سیستم زیر به عنوان سیستم اصلی مدنظر قرار گرفت. ب - سیستم بسته دورانی: در این سیستم از همان محفطه قبلی منتها با ابعاد 1 متر طول و 60 سانتی متر عرض و 90 سانتی متر ارتفاع استفاده گردید شكل 3 جنس بدنه به لحاظ نیاز به مقاومت در برابر عوامل محیطی خصوصا دما و رطوبت از ورق فولادی ضد زنگ آبكاری شده در كوره به ضخامت 2 میلی متر ساخته شد. در عمل دو لایه بودن جداره ها ضمن ایجاد یك سیستم عایق حرارتی موجب عدم اعوجاج المانهای سازه ای پایلوت می شوند. دمای محیط نیز توسط المنت و سنسورهای دیجیتال به صورت پیوسته كنترل گردید. دامنه حرارتی استفاده شده در این سیستم كاملا در اختیار اپراتر آن بوده و با گام یك درجه سانتی گراد قابل تنظیم می باشد. به علاوهانی سیستم دارای 4 سلول مجزا و با قابلیت انجام همزمان آزمایشات می باشد. در این سیستم ابتدا دمای محیطی مورد نظر برای سیستم دیجیتال گرمایش تعریف می شود. سپس با افزایش دما تا حد موردنظر سنسور وارد عمل شده و اقدام به قطع جریان برق المنت می نماید. آنگاه به لحاظ عایق بودن بسیار خوب بدنه سیستم مدت زمان زیادی طول می كشد تا افت دمایی تعریف شده برای سیستم روی دهد. میزان این افت بسته به دقت مورد نظر می تواند از صفر تا 10 درجه سانتی گراد تعریف گردد. این پایلوت همچنین مجهز به یك سوئیچ مركزی فیوز مادر و چراغ خاموش - روش می باشد. به علاوه در پشت پایلوت دو فن خارجی به عنوان دمنده هوا و اگزوز گازی - حرارتی تعبیه شده كه به اپراتور توانایی انواع هوادهی به سیستم را می دهد به طوری كه هم می توان روشن و خاموش كردن این فنها را با سنسور حرارتی تنظیم نمود و هم می توان با یك تایمر دیجیتال بازه های عملكردی آنها را معین نمود. در غیاب هر گونه برنامه مشخصی نیز روشن و خاموش كردن مستقیم و دستی این فنها مقدور می باشد. به علاوه علی رغم وزن زیاد پایلوت با نصب چهار چرخ رول رینگی ترمزدار راكتور عملا به یك راكتور پرتابل تبدیل شده است.