بخش اول    1-1 پیشینه تحقیق :                                                                            با توجه به اهمیت و ضرورت دفع صحیح مواد زائد جامد و نقش این امر در بهبود و ارتقاء سطح سلامت جامعه ،تاکنون پژوهش ها و مطالعات بسیاری در زمینه مکانیابی محل دفن مواد زائد جامد در جهان و بندرت در ایران صورت گرفته است . مکانیابی […]

در چند دهه اخیر به دلیل رشد جمعیت و همچنین ارتقاء سطح استانداردهای زندگی مصرف الیاف و به دنبال آن تولید مواد پسماند نساجی به شدت افزایش یافته‌است. از عمده‌ترین راهکارهای مدیریت مواد پسماند نساجی دفن و سوزاندن است که این راهکارها اثرات تخریبی زیست محیطی بدنبال دارند. این درحالی است که بخش عمده‌ای از این مواد پسماند قابلیت تبدیل به محصول‌های بیولوژیک از جمله بیوگاز را دارند. بیوگاز از دسته سوخت‌های زیستی است که طی چهار مرحله اصلی در اثر تخمیر زیست توده توسط باكتری های بی‌هوازی تولید می‌شود. در این تحقیق به منظور افزایش بازده تولید بیوگاز،کاهش بلورینگی جزء پنبه‌ای و جداسازی الیاف پنبه از پلی‌استر، از پیش‌فرآوری با محلول کربنات سدیم برای پارچه پنبه-پلی‌استر و پنبه خالص استفاده شد و همچنین برخی ویژگی‌های پلی‌استر باقیمانده تعیین شد. نمونه‌های خام پنبه و پارچه جهت مقایسه، تحت پیش‌فرآوری با دماهای گوناگون (50، 100 و 150 درجه سانتی‌گراد)، در غلظت‌ها‌ی مختلف کربنات سدیم(0، 5/0 و 1 مولار) به مدت 120 دقیقه قرارگرفت. عملیات تهیه بیوگاز روی نمونه‌های خام و پیش‌فرآوری شده پارچه و پنبه و همچنین یک نمونه پارچه تهیه شده از پنبه بازیابی‌شده از نوع ویسکوز انجام گرفت. بیشترین مقدار متان تولید‌شده از پارچه و پنبه به‌ترتیب، 9/328 و 1/361 میلی‌لیتر به‌ازای هر گرم جامد فرار برای نمونه‌های پیش‌فرآوری شده در دمای 150 درجه سانتی‌گراد با غلظت 5/0 مولار کربنات سدیم به مدت زمان 120 دقیقه در طی 40 روز به‌دست آمد. همچنین تحت این شرایط دمایی و غلظت کربنات سدیم، الیاف پلی‌استر به میزان قابل توجهی هیدرولیز و از ساختار پارچه جدا شدند به‌طوری که درصد سلولز موجود در جامد باقیمانده پس از پیش‌فرآوری در حدود 91 درصد بدست آمد. متان تولیدی از ویسکوز طی مدت 40 روز، 7/381 میلی‌لیتر به‌ازای هر گرم جامد فرار بود.گرچه تصاویر تهیه شده به روش میکروسکوپ الکترونی روبشی از بهترین نمونه‌های پیش‌فرآوری شده و نمونه خام پنبه و پارچه، تغییر محسوسی جز اندکی تورم در ساختار میکروفیبریلی پنبه نشان نمی‌دهد اما نتایج حاصل از آنالیز FTIR نشان دهنده کاهش کریستالینیتی جزء پنبه‌ای و همچنین تبدیل سلولز نوع اول به نوع دوم است.بنابراین افزایش قدرت جذب، ازبین‌رفتن ناخالصی‌ها، کاهش بلورینگی بخش سلولزی و هیدرولیز بخش پلی‌استری در اثر پیش‌فرآوری قلیایی را می‌توان از عوامل افزایش بازده تولید بیوگاز و اتانول در این تحقیق دانست. همچنین نمونه‌های پیش‌فرآوری شده پنبه وپارچه خام جهت تعیین میزان گلوکز تولیدی به مدت 72 ساعت توسط آنزیم‌های سلولاز و بتا گلوکسیداز هیدرولیز شدند. بهترین نمونه‌های هیدرولیز آنزیمی و همچنین نمونه‌های خام تحت شرایط تخمیر جداگانه توسط مخمر ساکارومایسیس سرویسیه به‌منظور تهیه اتانول قرارگرفتند. بیشترین بازده هیدرولیز آنزیمی در نمونه پنبه‌ای به ترتیب به میزان 9/87 و 9/88 درصد و در نمونه پارچه به‌ترتیب به میزان 5/79 و 7/81 درصد مشاهده شد. این درحالی است که بازده هیدرولیز آنزیمی نمونه پنبه خام 9/36 درصد و پارچه پیش‌فرآوری نشده 0/28 درصد بود. بیشترین بازده تولید اتانول از پنبه و پارچه به ترتیب 4/69 و 5/59 درصد بدست آمد.