مدل سازي و بهينه سازي فرآيند خشك كردن كود مرغي فرآوري شده با هدف كاهش تلفات پروتئين و نيتروژن آمونياكي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

انباشت مقادير قابل توجهي پسماند جامد و فاضلاب توليد شده توسط بخش¬هاي دام و طيور به طور قابل توجهي به چالش¬هاي زيست محيطي افزوده است. بنابراين توسعه سيستم¬هاي زيست محيطي پايدار براي ايجاد محصولات با ارزش افزوده و كاهش انتشار گازهاي گلخانه¬اي مانند آمونياك ضروري است. در اين ميان، با توجه به محتواي بالاي رطوبت و نيتروژن در كود مرغ تخمگذار، تبديل آن به يك محصول با ارزش با اثرات مثبت اقتصادي و زيست محيطي يك فرصت اميدواركننده است. كود مرغ تخمگذار حاوي مقادير قابل توجهي نيتروژن آمونياكي است كه مي¬تواند از طريق تبخير به آمونياك تبديل شود. علاوه بر اين، تخريب تركيبات نيتروژني مانند پروتئين¬هاي هضم نشده و اسيد اوريك در كود مرغ تخمگذار مي¬تواند منجر به انتشار آمونياك شود. بنابراين اتخاذ هر دو روش مديريت سازگار با محيط زيست و مقرون به صرفه براي حفظ محتواي غذايي (پروتئين خام) در كود مرغ تخمگذار و به حداقل رساندن اثرات منفي مرتبط با استفاده مجدد از آن بسيار مهم است. در ميان تمام روش¬هاي پردازش كود مرغ تخمگذار، انتخاب يك روش مناسب مستلزم غلبه بر چالش¬هاي مرتبط با روش¬هاي پردازش است. اين پژوهش نشان داده است كه خشك كردن حرارتي يك روش قابل اعتماد براي كاهش رطوبت كود مرغ تخمگذار است و ارزش غذايي محصول نهايي تا حد زيادي تحت تأثير شرايط خشك كردن است. علاوه بر اين، تركيب افزودني¬هاي بنتونيت و كاه گندم در كاهش رطوبت و در عين حال حفظ ارزش تغذيه¬اي اين محصول مؤثر است. بر اين اساس، اين مطالعه با هدف بهينه‌سازي شرايط خشك كردن كود مرغ تخمگذار و بررسي اثر استفاده از افزودني¬هاي بنتونيت و كاه گندم بر افزايش سرعت حذف رطوبت، كاهش تخريب پروتئين خام و همچنين حفظ نيتروژن آمونياكي در طول فرآيند خشك كردن كود مرغ تخمگذار انجام شد. روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باكس- بنكن براي بهينه‌سازي متغيرهاي فرآيند و تركيبات آن¬ها استفاده شد. در اين مطالعه بهينه‌سازي، تخريب پروتئين خام و تلفات نيتروژن آمونياكي در طول فرآيند خشك كردن بايد به حداقل برسد، در حالي كه سرعت حذف رطوبت بايد در حداكثر نگه داشته شود. علاوه بر اين، ارگانيسم¬هاي بيماري¬زا مانند سالمونلا بايد به سطح ايمن كاهش يابد. براي اين منظور دو مجموعه آزمايش شامل خشك كردن كود مرغ تخمگذار با و بدون افزودني طراحي شد. دماي هوا 70، 80 و 90 درجه سلسيوس، سرعت هوا 1، 5/1 و 2 متر بر ثانيه، ضخامت نمونه 5، 10 و 15 ميلي متر، كاه گندم 3، 5/7 و 12 درصد و بنتونيت 2، 4 و 6 درصد متغيرهاي مستقل كليدي بودند كه براي دستيابي به اهداف فوق بهينه شدند. نتايج نشان داد كه دما و افزودني كاه بيشترين تأثير را بر همه پاسخ‌ها داشتند. در آزمايش خشك كردن كود بدون افزودني، شرايط بهينه حاصل شده عبارت بودند از دماي 78 درجه سلسيوس، سرعت هوا 1 متر بر ثانيه و ضخامت لايه 5 ميلي‌متر. در آزمايش خشك كردن كود تركيب شده با افزودني¬ها، افزودن كاه گندم به طور قابل‌توجهي حفظ پروتئين و نيتروژن آمونياكي را افزايش داد. در مورد اين مجموعه آزمايش‌ها، شرايط بهينه دماي 80 درجه سلسيوس، سرعت هوا 5/1 متر بر ثانيه، ضخامت لايه 11 ميلي‌متر، افزودني بنتونيت 6 درصد و افزودني كاه 12 درصد حاصل شد. نتايج بدست آمده از اين مطالعه نشان داد كه نمونه¬هاي كود تيمار شده با 6 درصد بنتونيت و 12 درصد كاه گندم منجر به حفظ 10 درصد پروتئين و58 درصد نيتروژن آمونياكي بيشتر نسبت به نمونه¬هاي بدون افزودني شدند. علاوه بر اين نتايج بررسي تأثير پارامترهاي خشك كردن بر تعداد باكترهاي باقي¬مانده در كود خشك شده نشان داد كه تعداد باكتري¬هاي باقي¬مانده در كود خشك شده به شرايط خشك كردن كود بستگي دارد و در دماي 90 درجه سلسيوس در همه سرعت¬ها و ضخامت¬ها هيچگونه باكتري مشاهده نشد.

225339

مكانيك بيوسيستم (طراحي و ساخت)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان