تاثیر دمای فرایند پیرولیز بر برخی از ویژگی‌ های شیمیایی بیوچار تولید شده از ضایعات چغندر علوفه‌ای

خاک‌ های‌ مناطق‌ بیابانی‌ عمدتا از مواد آلی‌ کمی‌ برخوردار هستند و از نظر اسیدیته‌ ممکن‌ است‌ نوسانات‌ زیادی‌ داشته‌ باشند. یکی‌ از موادی‌ که‌ برای‌ بهبود و اصلاح‌ برخی‌ از ویژگی‌های‌ خاک‌ استفاده‌ می‌شود، بیوچارها هستند. این‌ ترکیب‌ نسبت‌ به‌ تجزیه‌ بسیار مقاوم‌ است‌ و مدت‌زمان‌ طولانی‌تری‌ در خاک‌ می‌ماند و سبب‌ کاهش‌ ضایعات‌ زراعتی‌ و تبدیل‌ آنها به‌ یک‌ اصلاح‌کننده‌ خاک‌ می‌شود. این‌ امر منجر به‌ حفظ‌ کربن‌ در خاک‌، افزایش‌ امنیت‌ غذایی‌، افزایش‌ تنوع‌ زیستی‌ و کاهش‌ تخریب‌ جنگل‌ها می‌شود. در این‌ پژوهش‌ سعی‌ شد، بیوچار ضایعات‌ گیاه‌ چغندر علوفه‌ای‌ در دماهای‌ مختلف‌ پیرولیز تولید و ویژگی‌های‌ فیزیکی‌ و شیمیایی‌ آن‌ بررسی‌ شود. برای‌ این‌ منظور، ضایعات‌ چغندر علوفه‌ای‌ از آبادی های اطراف‌ بیرجند جمع‌ آوری‌ و پس‌ از خرد و هواخشک‌ شدن‌، در کوره‌ الکتریکی‌ در شرایط‌ اکسیژن‌ محدود، در بازه‌ دمایی‌ ٣٠٠ تا٧٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد پیرولیز شدند. سپس‌ خصوصیات‌ بیوچارهای‌ تولیدی‌ با ٣ تکرار اندازه‌گیری‌ و آنالیزهای‌ آماری‌ با نرم‌افزار spss انجام‌ شد. نتایج‌ این‌ پژوهش‌ نشان‌ داد، با تغییر‌ دما خصوصیات بیوچارها  چشمگیری‌ تغییر یافت‌. بیشترین‌ درصد عملکرد (% 59)، کربن‌ آلی‌ (%56/33)، نیتروژن‌ کل‌ (%0/53)، ذخیره‌ نگهداشت‌ آب‌ (0/84g/g) در دمای‌ ٣٠٠ و ٤٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد و بیشترین‌ مقدار خاکستر (%76)، اسیدیته‌ (8/21) و قابلیت‌ هدایت‌ الکتریکی‌ (0/1ds/cm)در دمای‌ ٧٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد به‌دست‌ آمد. درصد کربن‌ و راندمان‌ بیوچار تولید شده‌ در دماهای‌ ٣٠٠ و ٤٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد از سایر بیوچارهای‌ تولیدی‌ در دماهای‌ دیگر بیشتر بوده‌ است‌. بیوچار تولید شده‌ در دمای‌ ٣٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد از نظر درصد کربن‌ و راندمان‌ اسیدیته‌ در مقایسه‌ با بیوچار تولید شده‌ در دمای‌ ٤٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد، ویژگی‌های‌ بهتری‌ داشته‌ است‌. هر چند که‌ این‌ تفاوت‌ها از نظر آماری‌ معنی‌دار نبوده‌ است‌، اما باتوجه‌به‌ اقتصادی‌تر بودن‌ تولید بیوچار از نظر مصرف‌ انرژی‌، تولید بیوچار در دمای‌ ٣٠٠ درجه‌ سانتی‌گراد توصیه‌ می‌شود.

the effect of pyrolysis temperature on the characteristics of fodder beet biochar

the soils of desert areas are mostly low in organic matter and may fluctuate greatly in terms of acidity. biochars are one of the materials used to improve and modify some soil characteristics. this compound is very resistant to decomposition and remains in the soil for a longer period, reducing agricultural waste and turning it into a soil conditioner. this leads to keeping carbon in the soil, increasing food security, increasing biodiversity, and reducing deforestation. in this research, an attempt was made to investigate the biochar of fodder beet plant waste produced at different pyrolysis temperatures and its physical and chemical characteristics. for this purpose, fodder beet wastes were collected from settlements around birjand and after being crushed and air-dried, they were pyrolyzed in an electric furnace under limited oxygen conditions at a temperature range of 300-700 degrees celsius. then, the characteristics of the produced biochars were performed with 3 repetitions of measurements and statistical analyses with spss software. the results of this research showed that the characteristics of biochars changed significantly with temperature change. the highest yield percentage (59%), organic carbon (56.33%), total nitrogen (0.53%), water retention (0.84g/g) at 300 and 400 degrees celsius, and the highest amount of ash (% 76), acidity (8.21) and electrical conductivity (0.1ds/cm) was obtained at a temperature of 700 degrees celsius. the percentage of carbon and the efficiency of biochar produced at temperatures of 300 and 400 degrees celsius were higher than other biochar produced at other temperatures. biochar produced at 300°c has better characteristics in terms of carbon percentage and acidity efficiency compared to biochar produced at 400°c. although these differences were not statistically significant, due to biochar production being more economical in terms of energy consumption, it is recommended to produce biochar at a temperature of 300 degrees celsius.