Java e Shkencës 2012 - Universiteti i Prishtinës

Java e Shkencës 2012 - Universiteti i Prishtinës Java e Shkencës 2012 - Universiteti i Prishtinës

masht.gov.net
from masht.gov.net More from this publisher
20.06.2013 Views

KONFERENCA VJETORE E SHKENCËS ‘JAVA E SHKENCËS 2012 Hazbije SAHITI, Linda GRAPCI-KOTORI, Agim GASHI, Kemajl BISLIMI, Fetah HALILI 1 : DIZAJNIMI I BIOREKATORIT PËR PRODHIM KONTINUAL BIOLOGJIK TË HIDROGJENIT 1 Universiteti i Prishtinës, Fakulteti i Shkencave Matematike-Natyrore Abstrakti Prodhimi biologjik i hidrogjenit, si një burim alternativ i energjisë është bërë objekt i hulumtimit të shumë hulumtuesve. Në lidhje me këtë, punimi aktual ka të bëjë me dizajnimin e një bioraktori me përmasa të mëdha laboratorike (25 l) për prodhim kontinual të hidrogjenit nëpërmjet procesit të fermentimit. Si kulturë bakteriale është përdorur lymi i fundërruar që përdoret për fermentim të metanit nga pajisjet për pastrimin e ujërave të zeza urbane, ndërkaq si substrat është përdorur një medium minimal sintetik. Parametrat të cilët janë matur gjatë punës hulumtuese janë: sasia e gazit, sasia e hidrogjenit. Eksperimenti ka zgjatur për 12 ditë me radhë pa ndërprerje. Prodhimi i gazit ka filluar pas 48 ore të kultivimit të mikroorganizmave, pas tri ditësh janë prodhuar 400 ml gaz dhe nga kjo sasi hidrogjeni ka participuar në vëllim prej 2.5% .Në ditën e 12 të eksperimentit prodhimtaria e gazit është ndërprerë prandaj është ndërprerë edhe puna e bioreaktorit. Bazuar në rezultatet e këtij hulumtimi, mund të konkludohet se prodhimi kontinual i biologjik i hidrogjenit përmes procesit të fermentimit është i mundur edhe në pajisje laboratorike me përmasa të mëdha. Fjalët kyçe : Hidrogjeni, pajisje kontinuale, kulture bakteriale Hyrje Hulumtimi është bërë në institutin e Mekanikës së Fluideve në kuadër të Universitetit Friedrich Alexander në Nurnberg të Gjermanisë. Hulumtimi është një përpjekje drejt industrializimit të procesit për prodhim biologjik të hidrogjenit. Popullariteti i hidrogjenit si burim i energjisë ka rezultuar si pasoj e krizës energjetike gjatë viteve 1970. Në atë kohe është menduar se hidrogjeni do të jetë burim energjetik i së ardhmes, por me rënien e çmimit të naftës bie edhe interesimi për hidrogjenin (Benemann J. 1996). Me ngritjen e nivelit të CO2 në atmosferë të shkaktuar me djegien e bartësve fosil të energjisë, përsëri gjatë viteve ’90 riaktualizohet interesimi për përdorim të hidrogjenit si lëndë djegëse (Smith G.D., 1992 ). Prodhimi biologjik i hidrogjenit si një proces i përshtatshëm për ambientin ka tërhequr vëmendjen e shumë hulumtuesve. Hidrogjeni mund të prodhohet me ndihmën e mikroorganizmave të ndryshëm dhe përmes proceseve të ndryshme; qoftë përmes proceseve të varur nga drita (fotoproceseve) apo edhe nga proceset fermentative. Proceset e fermentimit janë më të përshtatshme për prodhim industrial të hidrogjenit për disa arsye: Është e mundur të prodhohet ditë dhe natë pa ndriçim ~ 361 ~

KUMTESA Produktet e fotosintezës mund të shfrytëzohen si substrat Si substrate mund të përdoren mbeturinat e ndryshme industriale dhe ato të agrikulturës (Tanisho S. 1987). Prodhimi i hidrogjenit me rrugë fermentative me llojin Enterobacter aerogenes E 82005 është hulumtuar nga Tanisho dhe bashkëpunëtorët dhe rezultatet kanë treguar se sasia e hidrogjenit e prodhuar ka qenë 1 mol H2 për 1 mol të glukozës (Tanisho S. 1987) Ndërkaq Blackwood raportoi për sasinë e hidrogjenit prej 0.72 mol H2 për molekulë të konvertimit të glukozës nga lloje të ndryshme të E. Colit. Duke pasur parasysh këto fakte, qëllimi i këtij hulumtimi ka qenë që të konstruktohet një pajisje për prodhim biologjik kontinual të hidrogjenit me anë të proceseve të fermentimit. Materiali dhe metodat Si kulturë bakteriale për prodhim të hidrogjenit është shfrytëzuar lymi i fundërruar për fermentim të metanit, i marrë nga pajiset për pastrimin e ujërave të zeza urbane në Erlangen. Për inokulum është marre 4% e vëllimit të gjithëmbarshëm të bioreaktorit. Menjëherë pasi që është marre kultura bakteriale është bërë kultivimi i tyre në bioreakator i cili paraprakisht është mbushur me substrat ushqyes ( 24 l). Kultivimi i mikroorganizmave ka zgjatur 48 orë, 15 orët e para është bërë ajrosja e biomasës në reaktor, ndërkaq gjatë kohës së kultivimit vlera e pH ka qenë 7. Ajrosja e biomasës është bërë me qëllim të shkatërrimit të baktereve metanogjnike të cilat janë të ndjeshme ndaj prezencës së oksigjenit. Pas përfundimit të kultivimit të mikroorganizmave është lëshuar në funksion pompa peristaltike që ka vënë në lëvizje substratin ushqyes nga rezervari në drejtim të reaktorit. Si substrat është përdorur një medium minimal sintetik me përbërje si në tabelën e dhënë. Lloji i substancës kimike Sasia Glukoze 5 gr / l K2HPO4 7 gr / l KH2PO4 5 gr / l NaCl 2.5 gr / l MgSO4 * 7H2O 1 gr/ l FeSO4 0.0022 gr / l CuSO4 0.00044 gr / l MnSO4 0.0014 gr / l Meqenëse gjatë zbërthimit të glukozës nga ana e baktereve vjen deri te krijimi i acideve organike të cilat do të mund të ndikonin në ndërrimin e shpejtë të vlerave të pH, atëherë për ti amortizuar këto ndërrime është dashur që në medium të shtohet edhe një sasi e buferëve. Provat janë bërë në pH 6 dhe temperaturë 45 – 50 °C. Sasia e gazit të prodhuar gjatë eksperimentit është matur duke bërë grumbullimin e tij në të ashtuquajtur gazometër, ndërsa sasia e hidrogjenit në përzierje të gazit të prodhuar është matur me ndihmën e cilindrave të ~ 362 ~

KONFERENCA VJETORE E SHKENCËS ‘JAVA E SHKENCËS <strong>2012</strong><br />

Hazbije SAHITI, Linda GRAPCI-KOTORI, Agim GASHI, Kemajl BISLIMI, Fetah<br />

HALILI 1 : DIZAJNIMI I BIOREKATORIT PËR PRODHIM KONTINUAL<br />

BIOLOGJIK TË HIDROGJENIT<br />

1<br />

<strong>Universiteti</strong> i <strong>Prishtinës</strong>, Fakulteti i Shkencave Matematike-Natyrore<br />

Abstrakti<br />

Prodhimi biologjik i hidrogjenit, si një burim alternativ i energjisë është bërë objekt i<br />

hulumtimit të shumë hulumtuesve. Në lidhje me këtë, punimi aktual ka të bëjë me dizajnimin<br />

e një bioraktori me përmasa të mëdha laboratorike (25 l) për prodhim kontinual të<br />

hidrogjenit nëpërmjet procesit të fermentimit. Si kulturë bakteriale është përdorur lymi i<br />

fundërruar që përdoret për fermentim të metanit nga pajisjet për pastrimin e ujërave të zeza<br />

urbane, ndërkaq si substrat është përdorur një medium minimal sintetik.<br />

Parametrat të cilët janë matur gjatë punës hulumtuese janë: sasia e gazit, sasia e hidrogjenit.<br />

Eksperimenti ka zgjatur për 12 ditë me radhë pa ndërprerje. Prodhimi i gazit ka filluar pas 48<br />

ore të kultivimit të mikroorganizmave, pas tri ditësh janë prodhuar 400 ml gaz dhe nga kjo<br />

sasi hidrogjeni ka participuar në vëllim prej 2.5% .Në ditën e 12 të eksperimentit<br />

prodhimtaria e gazit është ndërprerë prandaj është ndërprerë edhe puna e bioreaktorit.<br />

Bazuar në rezultatet e këtij hulumtimi, mund të konkludohet se prodhimi kontinual i<br />

biologjik i hidrogjenit përmes procesit të fermentimit është i mundur edhe në pajisje<br />

laboratorike me përmasa të mëdha.<br />

Fjalët kyçe : Hidrogjeni, pajisje kontinuale, kulture bakteriale<br />

Hyrje<br />

Hulumtimi është bërë në institutin e Mekanikës së Fluideve në kuadër të <strong>Universiteti</strong>t<br />

Friedrich Alexander në Nurnberg të Gjermanisë.<br />

Hulumtimi është një përpjekje drejt industrializimit të procesit për prodhim biologjik të<br />

hidrogjenit. Popullariteti i hidrogjenit si burim i energjisë ka rezultuar si pasoj e krizës<br />

energjetike gjatë viteve 1970. Në atë kohe është menduar se hidrogjeni do të jetë burim<br />

energjetik i së ardhmes, por me rënien e çmimit të naftës bie edhe interesimi për hidrogjenin<br />

(Benemann J. 1996).<br />

Me ngritjen e nivelit të CO2 në atmosferë të shkaktuar me djegien e bartësve fosil të<br />

energjisë, përsëri gjatë viteve ’90 riaktualizohet interesimi për përdorim të hidrogjenit si<br />

lëndë djegëse (Smith G.D., 1992 ).<br />

Prodhimi biologjik i hidrogjenit si një proces i përshtatshëm për ambientin ka tërhequr<br />

vëmendjen e shumë hulumtuesve. Hidrogjeni mund të prodhohet me ndihmën e<br />

mikroorganizmave të ndryshëm dhe përmes proceseve të ndryshme; qoftë përmes proceseve<br />

të varur nga drita (fotoproceseve) apo edhe nga proceset fermentative.<br />

Proceset e fermentimit janë më të përshtatshme për prodhim industrial të hidrogjenit për<br />

disa arsye:<br />

Është e mundur të prodhohet ditë dhe natë pa ndriçim<br />

~ 361 ~

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!