مدل سازی و بهینه سازی فرآیند خشك كردن كود مرغی فرآوری شده با هدف كاهش تلفات پروتئین و نیتروژن آمونیاكی
تاریخ دفاع
استاد
امين اله معصومي
دانشکده
مهندسی كشاورزی
انباشت مقادیر قابل توجهی پسماند جامد و فاضلاب تولید شده توسط بخش¬های دام و طیور به طور قابل توجهی به چالش¬های زیست محیطی افزوده است. بنابراین توسعه سیستم¬های زیست محیطی پایدار برای ایجاد محصولات با ارزش افزوده و کاهش انتشار گازهای گلخانه¬ای مانند آمونیاک ضروری است. در این میان، با توجه به محتوای بالای رطوبت و نیتروژن در کود مرغ تخمگذار، تبدیل آن به یک محصول با ارزش با اثرات مثبت اقتصادی و زیست محیطی یک فرصت امیدوارکننده است. کود مرغ تخمگذار حاوی مقادیر قابل توجهی نیتروژن آمونیاکی است که می¬تواند از طریق تبخیر به آمونیاک تبدیل شود. علاوه بر این، تخریب ترکیبات نیتروژنی مانند پروتئین¬های هضم نشده و اسید اوریک در کود مرغ تخمگذار می¬تواند منجر به انتشار آمونیاک شود. بنابراین اتخاذ هر دو روش مدیریت سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه برای حفظ محتوای غذایی (پروتئین خام) در کود مرغ تخمگذار و به حداقل رساندن اثرات منفی مرتبط با استفاده مجدد از آن بسیار مهم است. در میان تمام روش¬های پردازش کود مرغ تخمگذار، انتخاب یک روش مناسب مستلزم غلبه بر چالش¬های مرتبط با روش¬های پردازش است. این پژوهش نشان داده است که خشک کردن حرارتی یک روش قابل اعتماد برای کاهش رطوبت کود مرغ تخمگذار است و ارزش غذایی محصول نهایی تا حد زیادی تحت تأثیر شرایط خشک کردن است. علاوه بر این، ترکیب افزودنی¬های بنتونیت و کاه گندم در کاهش رطوبت و در عین حال حفظ ارزش تغذیه¬ای این محصول مؤثر است. بر این اساس، این مطالعه با هدف بهینهسازی شرایط خشک کردن کود مرغ تخمگذار و بررسی اثر استفاده از افزودنی¬های بنتونیت و کاه گندم بر افزایش سرعت حذف رطوبت، کاهش تخریب پروتئین خام و همچنین حفظ نیتروژن آمونیاکی در طول فرآیند خشک کردن کود مرغ تخمگذار انجام شد. روش سطح پاسخ (RSM) و طرح باکس- بنکن برای بهینهسازی متغیرهای فرآیند و ترکیبات آن¬ها استفاده شد. در این مطالعه بهینهسازی، تخریب پروتئین خام و تلفات نیتروژن آمونیاکی در طول فرآیند خشک کردن باید به حداقل برسد، در حالی که سرعت حذف رطوبت باید در حداکثر نگه داشته شود. علاوه بر این، ارگانیسم¬های بیماری¬زا مانند سالمونلا باید به سطح ایمن کاهش یابد. برای این منظور دو مجموعه آزمایش شامل خشک کردن کود مرغ تخمگذار با و بدون افزودنی طراحی شد. دمای هوا 70، 80 و 90 درجه سلسیوس، سرعت هوا 1، 5/1 و 2 متر بر ثانیه، ضخامت نمونه 5، 10 و 15 میلی متر، کاه گندم 3، 5/7 و 12 درصد و بنتونیت 2، 4 و 6 درصد متغیرهای مستقل کلیدی بودند که برای دستیابی به اهداف فوق بهینه شدند. نتایج نشان داد که دما و افزودنی کاه بیشترین تأثیر را بر همه پاسخها داشتند. در آزمایش خشک کردن کود بدون افزودنی، شرایط بهینه حاصل شده عبارت بودند از دمای 78 درجه سلسیوس، سرعت هوا 1 متر بر ثانیه و ضخامت لایه 5 میلیمتر. در آزمایش خشک کردن کود ترکیب شده با افزودنی¬ها، افزودن کاه گندم به طور قابلتوجهی حفظ پروتئین و نیتروژن آمونیاکی را افزایش داد. در مورد این مجموعه آزمایشها، شرایط بهینه دمای 80 درجه سلسیوس، سرعت هوا 5/1 متر بر ثانیه، ضخامت لایه 11 میلیمتر، افزودنی بنتونیت 6 درصد و افزودنی کاه 12 درصد حاصل شد. نتایج بدست آمده از این مطالعه نشان داد که نمونه¬های کود تیمار شده با 6 درصد بنتونیت و 12 درصد کاه گندم منجر به حفظ 10 درصد پروتئین و58 درصد نیتروژن آمونیاکی بیشتر نسبت به نمونه¬های بدون افزودنی شدند. علاوه بر این نتایج بررسی تأثیر پارامترهای خشک کردن بر تعداد باکترهای باقی¬مانده در کود خشک شده نشان داد که تعداد باکتری¬های باقی¬مانده در کود خشک شده به شرایط خشک کردن کود بستگی دارد و در دمای 90 درجه سلسیوس در همه سرعت¬ها و ضخامت¬ها هیچگونه باکتری مشاهده نشد.
کلمات کلیدی: خشک کردن کود مرغ تخمگذار، روش سطح پاسخ، افزودنی¬ها، نیتروژن آمونیاکی، پروتئین خام، سالمونلا

