Microbes in Production of Biogas Questions in Gujarati

(A) બાયોગેસનું ઉત્પાદન એ એક સૂક્ષ્મજીવી પ્રક્રિયા છે. ઉત્પન્ન થતા વાયુનો પ્રકાર તેમાં હાજર રહેલા ચોક્કસ પ્રકારના સૂક્ષ્મજીવો (દા.ત.,મિથેનોજેન્સ) અને તેમના દ્વારા વિઘટન પામતા કાર્બનિક દ્રવ્ય (કચરો) ના સ્વરૂપ પર આધાર રાખે છે. વિવિધ સૂક્ષ્મજીવો વિવિધ કાર્બનિક પદાર્થોનું વિઘટન કરીને $CH_4$,$CO_2$ અને $H_2S$ જેવા વાયુઓ ઉત્પન્ન કરે છે.

(A) $Methanogens$ એ અજારકજીવી બેક્ટેરિયાનો એક સમૂહ છે જે ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં વિકાસ પામે છે.
તેઓ સામાન્ય રીતે સુએજ ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન અજારક સ્લજમાં અને ઢોરના આમાશય (જઠરનો એક ભાગ) માં જોવા મળે છે.
આ બેક્ટેરિયા સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે અને મોટા પ્રમાણમાં મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે,જેને સામૂહિક રીતે બાયોગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) મિથેનોજન્સ એ બેક્ટેરિયાનો એક સમૂહ છે જે અજારક પરિસ્થિતિમાં મિથેન $(CH_4)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેઓ સામાન્ય રીતે પશુઓના આમાશય (રૂમેન) માં જોવા મળે છે,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝના પાચનમાં મદદ કરે છે.
તેઓ આ પશુઓના મળ (છાણ) માં પણ હાજર હોય છે.
વધુમાં,તેઓ સુએજ ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન અજારક સ્લજમાં જોવા મળે છે,જ્યાં તેમનો ઉપયોગ બાયોગેસ ઉત્પાદન માટે થાય છે.
તેથી,આપેલ તમામ વિકલ્પો સાચા છે.

(C) બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં,કોંક્રિટની ટાંકી એક ઊંડો ખાડો છે જ્યાં જૈવિક કચરો એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને છાણનું મિશ્રણ (slurry) ઉમેરવામાં આવે છે.
$NCERT$ પાઠ્યપુસ્તક મુજબ,આ કોંક્રિટની ટાંકીની ઊંડાઈ સામાન્ય રીતે $10-15$ ફૂટ હોય છે.
આ ટાંકી એક તરતા આવરણ (floating cover) થી ઢંકાયેલી હોય છે,જે મિથેનોજેન્સની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિને કારણે ટાંકીમાં ગેસ ઉત્પન્ન થતાં ઉપર તરફ જાય છે.

(C) બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા દ્વારા કાર્બનિક કચરાના અજારક પાચનથી બાયોગેસ ઉત્પન્ન થાય છે,જે $CH_4$,$CO_2$ અને $H_2S$ જેવા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
જેમ જેમ બેક્ટેરિયા કાર્બનિક દ્રવ્યોનું વિઘટન કરે છે,તેમ તેમ ટાંકીમાં વાયુ એકત્રિત થાય છે.
તરતું આચ્છાદન (ગેસ હોલ્ડર) એવી રીતે બનાવવામાં આવે છે કે જ્યારે ઉત્પન્ન થયેલા વાયુનું કદ વધે ત્યારે તે ઉપર તરફ ઊંચકાય છે.
તેથી,તરતા આચ્છાદનનું ઉપર તરફનું હલનચલન એ સૂચવે છે કે સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા બાયોગેસનું ઉત્પાદન થયું છે.

(B) ભારતમાં બાયોગેસ ઉત્પાદનની ટેકનોલોજી મુખ્યત્વે ઇન્ડિયન એગ્રીકલ્ચરલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ $(IARI)$ અને ખાદી અને ગ્રામોદ્યોગ કમિશન $(KVIC)$ ના પ્રયાસોથી વિકસાવવામાં આવી છે.
આ સંસ્થાઓએ ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં ઉર્જા અને જૈવિક ખાતરના ટકાઉ સ્ત્રોત પૂરા પાડવા માટે બાયોગેસ પ્લાન્ટને પ્રોત્સાહન આપવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી છે.

(C) અજારક બેક્ટેરિયા,ખાસ કરીને મિથેનોજેન્સ (દા.ત.,$Methanobacterium$),અજારક પાચનની પ્રક્રિયા દરમિયાન સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો પર કાર્ય કરે છે.
આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ઢોરના આમાશય (rumen) માં અને બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં જોવા મળે છે.
અજારક પરિસ્થિતિઓમાં આ બેક્ટેરિયા દ્વારા સેલ્યુલોઝનું વિઘટન થવાથી વાયુઓનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે,જેમાં મુખ્યત્વે $CH_4$ (મિથેન),$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને $H_2$ (હાઇડ્રોજન) હોય છે.
તેથી,ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું સાચું સંયોજન મિથેન,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન છે.

(B) આપેલ આકૃતિ એક લાક્ષણિક બાયોગેસ પ્લાન્ટ દર્શાવે છે.
તેમાં કોંક્રિટની ટાંકી (પાચક) હોય છે જ્યાં જૈવિક કચરો એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને છાણનું મિશ્રણ ઉમેરવામાં આવે છે.
$P$ ગેસ દર્શાવે છે,$Q$ ગેસ હોલ્ડર દર્શાવે છે,$R$ સ્લજ (કાદવ) દર્શાવે છે અને $S$ પાચક (ડાયજેસ્ટર) દર્શાવે છે.

(C) બાયોગેસ પ્લાન્ટની પ્રમાણિત આકૃતિમાં,ઘટક '$Q$' સામાન્ય રીતે 'ગેસહોલ્ડર' (તરતું આવરણ જ્યાં બાયોગેસ એકત્રિત થાય છે) દર્શાવે છે,અને ઘટક '$S$' એ 'સ્લરી' (છાણ અને પાણીનું મિશ્રણ જે અજારક પાચનમાંથી પસાર થાય છે) દર્શાવે છે. તેથી,'$Q$' એ ગેસહોલ્ડર છે અને '$S$' એ સ્લરી છે.

(A) આપેલ આકૃતિ બાયોગેસ પ્લાન્ટ દર્શાવે છે.
આ આકૃતિમાં:
- '$P$' એ ગેસહોલ્ડરમાંથી બહાર આવતો વાયુ (બાયોગેસ) દર્શાવે છે.
- '$Q$' એ ગેસહોલ્ડર છે.
- '$R$' એ સ્લજ (વપરાયેલી સ્લરી) દર્શાવે છે જે આઉટલેટ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે.
- '$S$' એ ડાયજેસ્ટર ટાંકી છે જેમાં સ્લરી હોય છે.
તેથી,'$R$' એ સ્લજ દર્શાવે છે અને '$P$' એ વાયુ દર્શાવે છે.

(B) બાયોગેસનું ઉત્પાદન મિથેનોજેન્સની અજારક પ્રક્રિયાનું પરિણામ છે.
આ સૂક્ષ્મજીવો,જેમ કે $Methanobacterium$,સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો પર અજારક રીતે વૃદ્ધિ પામે છે.
તેઓ સેલ્યુલોઝનું વિઘટન કરીને મોટા પ્રમાણમાં મિથેન $(CH_{4})$,સાથે $CO_{2}$ અને $H_{2}$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે મિથેનોજેન્સ સેલ્યુલોઝ પર કાર્ય કરે છે અને બાયોગેસ મુક્ત કરે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $(B)$ છે.

(A) બાયોગેસ એ મિથેનોજેન્સની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
આ વાયુઓમાં મિથેન $(CH_4)$ મુખ્ય ઘટક છે.
બાયોગેસમાં સામાન્ય રીતે આશરે $50-70 \%$ મિથેન હોય છે,જે તેને મુખ્ય વાયુ બનાવે છે.

(B) મિથેનોજેન્સ એ આર્કિબેક્ટેરિયા છે જે અજારક પરિસ્થિતિઓમાં રહે છે,જેમ કે ઢોરના આમાશયમાં,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝના પાચનમાં મદદ કરવા માટે સહજીવન સંબંધ ધરાવે છે. આ વિધાન સાચું છે.
મિથેનોજેન્સનો ઉપયોગ ખરેખર બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં કાર્બનિક કચરામાંથી બાયોગેસ (મિથેન) બનાવવા માટે થાય છે. આ વિધાન પણ સાચું છે.
જોકે,તેઓ બાયોગેસ ઉત્પાદન માટે વપરાય છે તે હકીકત એ કારણ નથી કે શા માટે તેઓ સુકોષકેન્દ્રી સજીવો સાથે સહજીવન સંબંધ બનાવે છે. તેથી,કારણ $R$ એ વિધાન $A$ ની સાચી સમજૂતી નથી.

(A) બાયોગેસ એ વાયુઓનું મિશ્રણ છે (જેમાં મુખ્યત્વે $CH_4$ હોય છે) જે સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. છાણ જેવા કાર્બનિક કચરાના અજારક પાચન દરમિયાન,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા (દા.ત.,$Methanobacterium$) બાયોમાસનું વિઘટન કરીને બાયોગેસ ઉત્પન્ન કરે છે,જે મિથેનથી સમૃદ્ધ હોય છે.

(A) બાયોગેસ,જેને સામાન્ય રીતે ગોબર ગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તે મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયાની મદદથી બાયોમાસ (મુખ્યત્વે પ્રાણીઓના કચરા જેવા કે છાણ) ના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થતો મિથેનયુક્ત બળતણ ગેસ છે.
તે મુખ્યત્વે મિથેન $(50-70\%)$,$CO_{2}$ $(30-40\%)$ અને હાઇડ્રોજન,નાઇટ્રોજન તથા $H_{2}S$ ના અલ્પ પ્રમાણથી બનેલો છે.

(A) બાયોગેસ એ મિથેનથી સમૃદ્ધ બળતણ વાયુ છે જે મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયાની મદદથી કાર્બનિક પદાર્થો (સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો) ના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
મિથેનોજેન્સ,જેમ કે $Methanobacterium$,ગટરના પાણીના શુદ્ધિકરણ દરમિયાન અજારક કાદવમાં અને ઢોરના આમાશયમાં જોવા મળે છે.
આ બેક્ટેરિયા વાયુઓનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન કરે છે,જેમાં મુખ્યત્વે મિથેન $(50-70\%)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(30-40\%)$ અને હાઇડ્રોજન,હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ અને નાઇટ્રોજન જેવા અન્ય વાયુઓ અલ્પ માત્રામાં હોય છે.
આ અજારક પ્રક્રિયા દરમિયાન ઓક્સિજન ઉત્પન્ન થતો નથી; વાસ્તવમાં,ઓક્સિજનની હાજરી આ પ્રક્રિયાને અવરોધે છે.
તેથી,સાચા ઉત્પાદનો મિથેન $(I)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(II)$ છે.

(C) મિથેનોજેન્સ એ આર્કિબેક્ટેરિયાનો એક સમૂહ છે જે અજારક પરિસ્થિતિઓમાં ચયાપચયની આડપેદાશ તરીકે મિથેન $(CH_{4})$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેઓ સામાન્ય રીતે નીચેના વાતાવરણમાં જોવા મળે છે:
$(i)$ તૃણાહારી ઢોરના આમાશય (rumen) માં,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝના પાચનમાં મદદ કરે છે.
$(ii)$ સુએજ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટમાં ઉત્પન્ન થતા અજારક સ્લજમાં,જ્યાં તેઓ બાયોગેસના ઉત્પાદનમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
તેથી,વિધાન $II$ અને $IV$ સાચા છે.

(D) ખેતીના કચરાના અજારક આથવણ (anaerobic fermentation) દરમિયાન બાયોગેસ અથવા ગોબર ગેસ ઉત્પન્ન થાય છે.
બાયોગેસ એ સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે (જેમાં મુખ્યત્વે મિથેન હોય છે).
તેનો ઉપયોગ ગરમી,રસોઈ અને પ્રકાશ માટે બળતણ તરીકે અને સિંચાઈ માટે પાવર સ્ત્રોત તરીકે થાય છે.
તે લાકડાં,કેરોસીન,છાણાં,વીજળી અને $LPG$ ના પર્યાવરણને અનુકૂળ અને પ્રદૂષણ મુક્ત વિકલ્પ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(A) મિથેનોજેન્સ,ખાસ કરીને $Methanobacterium$,અજારક બેક્ટેરિયા છે જે ઓક્સિજન વગરના વાતાવરણમાં વિકાસ પામે છે.
વિધાન $I$ સાચું છે કારણ કે આ બેક્ટેરિયા સામાન્ય રીતે સુએજ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટમાં બનતા અજારક સ્લજમાં જોવા મળે છે.
વિધાન $II$ સાચું છે કારણ કે તેઓ ઢોરના આમાશય (rumen) માં હાજર હોય છે,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે.
વિધાન $III$ સાચું છે કારણ કે સેલ્યુલોઝનું પાચન કરીને,તેઓ ઢોરના પોષણમાં મદદ કરે છે.
તેથી,ત્રણેય વિધાનો સાચા છે.

(B) બાયોગેસ $(A)$ એ મિથેનયુક્ત બળતણ વાયુ છે જે મિથેનોજેનિક $(C)$ બેક્ટેરિયા,જેમ કે મિથેનોબેક્ટેરિયમની મદદથી કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક $(B)$ વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. આ બેક્ટેરિયા સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો પર અજારક સ્થિતિમાં વૃદ્ધિ પામીને મોટા પ્રમાણમાં મિથેન,$CO_2$ અને $H_2$ ઉત્પન્ન કરે છે.

(D) મિથેનોજેન્સ મિથેન,$CO_{2}$ અને હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરે છે.
બાયોગેસ એ મિથેનથી સમૃદ્ધ બળતણ વાયુ છે જે મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયાની મદદથી બાયોમાસના અજારક વિઘટન અથવા પાચન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
બાયોગેસ મુખ્યત્વે મિથેન,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજનના અલ્પ પ્રમાણથી બનેલો છે.

(C) ભારતમાં બાયોગેસ અથવા ગોબર ગેસનું ઉત્પાદન મોટા પાયે હાથ ધરવામાં આવ્યું છે.
છાણમાંથી બાયોગેસ ઉત્પાદનની ટેકનોલોજી ભારતમાં મુખ્યત્વે ઈન્ડિયન એગ્રીકલ્ચરલ રિસર્ચ ઈન્સ્ટિટ્યૂટ $(IARI)$ અને ખાદી એન્ડ વિલેજ ઈન્ડસ્ટ્રીઝ કમિશન $(KVIC)$ ના પ્રયાસો દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી.

(A) બાયોગેસ એ મિથેનોજેન્સની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક મિથેન $(CH_{4})$ છે,જે અત્યંત જ્વલનશીલ છે અને મિશ્રણના લગભગ $50-68\%$ જેટલો ભાગ ધરાવે છે.
અન્ય વાયુઓમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_{2})$ $25-35\%$,હાઇડ્રોજન $(H_{2})$ $1-7\%$ અને અલ્પ માત્રામાં હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_{2}S)$ નો સમાવેશ થાય છે.
તેથી,જ્વલનશીલ વાયુઓનું સાચું મિશ્રણ મિથેન,$CO_{2}, H_{2}$ અને $H_{2}S$ છે.

(A) બાયોગેસ રોગકારક મુક્ત હોય છે કારણ કે અજારક પાચનની પ્રક્રિયા રોગકારકો અને પરોપજીવીઓને નિષ્ક્રિય કરે છે. આ પ્રક્રિયા કાર્બનિક કચરામાં રહેલા હાનિકારક સૂક્ષ્મજીવોનો નાશ કરીને જળજન્ય રોગોના ફેલાવાને ઘટાડવામાં ખૂબ જ અસરકારક છે.

(C) બાયોગેસનું ઉત્પાદન ત્રણ મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. તબક્કો $I$: પ્રોટીન,ચરબી અને કાર્બોદિતો (સેલ્યુલોઝ,હેમિસેલ્યુલોઝ) જેવા જટિલ કાર્બનિક પોલિમર્સનું જળવિભાજનકારી બેક્ટેરિયા દ્વારા દ્રાવ્ય મોનોમર્સમાં વિઘટન થાય છે.
$2$. તબક્કો $II$: આ મોનોમર્સનું આથવણકારી સૂક્ષ્મજીવો $(A)$ દ્વારા કાર્બનિક એસિડ (જેમ કે એસિટિક એસિડ) માં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. તબક્કો $III$: અંતે,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા $(B)$ આ કાર્બનિક એસિડ પર કાર્ય કરીને બાયોગેસ ઉત્પન્ન કરે છે,જેમાં મુખ્યત્વે મિથેન $(CH_{4})$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_{2})$ $(C)$ હોય છે.
તેથી,$A$ એ આથવણકારી સૂક્ષ્મજીવો,$B$ એ મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા અને $C$ એ $CO_{2}$ અને મિથેન દર્શાવે છે.

(C) એક લાક્ષણિક બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં:
$1$. છાણ અને પાણીનું મિશ્રણ ઇનલેટ ટાંકી દ્વારા ડાયજેસ્ટરમાં નાખવામાં આવે છે,જે $C$ તરીકે દર્શાવેલ છે.
$2$. ગેસ હોલ્ડર ($B$ તરીકે દર્શાવેલ) બાયોગેસ એકત્રિત કરે છે,જેમાં મુખ્યત્વે $CH_{4}$ અને $CO_{2}$ હોય છે.
$3$. વપરાયેલ સ્લરી (સ્લજ) આઉટલેટ ટાંકી દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે,જે $A$ તરીકે દર્શાવેલ છે.
તેથી,$A$ એ સ્લજ દર્શાવે છે,$B$ એ $CH_{4} + CO_{2}$ ધરાવતું ગેસ હોલ્ડર દર્શાવે છે,અને $C$ એ છાણ $+$ પાણી માટેનું ઇનલેટ દર્શાવે છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) બાયોગેસ એ અજારક પરિસ્થિતિમાં કાર્બનિક કચરા પર મિથેનોજેન્સની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
તેના મુખ્ય બંધારણમાં મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ નો સમાવેશ થાય છે,સાથે હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ જેવા અન્ય વાયુઓ અલ્પ માત્રામાં હોય છે.

(B) બાયોગેસ પ્લાન્ટની પ્રમાણભૂત આકૃતિના આધારે:
$A$ એ બહાર નીકળતો ગેસ (બાયોગેસ) દર્શાવે છે.
$B$ એ તરતો ગેસ હોલ્ડર દર્શાવે છે,જે સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ ગેસનો સંગ્રહ કરે છે.
$C$ એ ડાયજેસ્ટર ટાંકી દર્શાવે છે,જ્યાં છાણ અને પાણીના મિશ્રણનું મિથેનોજેન્સ દ્વારા અજારક પાચન થાય છે.
તેથી,સાચી ઓળખ $A-$ગેસ,$B-$ગેસ હોલ્ડર અને $C-$ડાયજેસ્ટર છે.

(A) મિથેનોજેન્સ એ અજારક બેક્ટેરિયાનો એક સમૂહ છે જે અજારક પરિસ્થિતિઓમાં ચયાપચયની આડપેદાશ તરીકે મિથેન $(CH_4)$ ઉત્પન્ન કરે છે. આ બેક્ટેરિયા સામાન્ય રીતે સુએજ ટ્રીટમેન્ટ દરમિયાન અજારક સ્લજમાં અને પશુઓના આમાશય (rumen) માં જોવા મળે છે,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝના વિઘટનમાં મદદ કરે છે. મિથેન ઉત્પન્ન કરવાની તેમની ક્ષમતાને કારણે,તેમને સામૂહિક રીતે મિથેનોજેન્સ કહેવામાં આવે છે અને તેઓ બાયોગેસના ઉત્પાદન માટે અનિવાર્ય છે.

(B) ભારતમાં બાયોગેસ ઉત્પાદનની ટેકનોલોજી મુખ્યત્વે ઇન્ડિયન એગ્રીકલ્ચરલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ $(IARI)$ અને ખાદી એન્ડ વિલેજ ઇન્ડસ્ટ્રીઝ કમિશન $(KVIC)$ ના પ્રયાસોને કારણે વિકસાવવામાં આવી હતી.

(C) બાયોગેસ એ સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે અને તેનો ઉપયોગ બળતણ તરીકે થઈ શકે છે।
તેનું બંધારણ નીચે મુજબ છે:
$CH_4$ (મિથેન): $50-70\%$
$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ): $30-40\%$
$H_2, H_2S$ અને અન્ય વાયુઓ: $10\%$
તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે।

(B) બાયોગેસનું ઉત્પાદન ત્રણ તબક્કામાં થાય છે: દ્રાવ્યીકરણ,એસિડોજેનેસિસ અને મિથેનોજેનેસિસ. જટિલ કાર્બનિક પદાર્થો (જેમ કે સેલ્યુલોઝ) નું સરળ મોનોમર્સમાં પ્રારંભિક વિઘટન વિઘટકો (સેલ્યુલોલિટીક બેક્ટેરિયા) દ્વારા કરવામાં આવે છે. મિથેનોજેન્સ બાયોગેસ ઉત્પાદનના અંતિમ તબક્કામાં સામેલ હોય છે,જ્યાં તેઓ કાર્બનિક એસિડને મિથેન $(CH_4)$ માં રૂપાંતરિત કરે છે. તેથી,પ્રથમ પગલું વિઘટકો દ્વારા શરૂ કરવામાં આવે છે.

(B) વિકલ્પ $B$ માં આપેલ વિધાન ખોટું છે. બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં સ્લરી પર એક તરતું કવર મૂકવામાં આવે છે,જે સૂક્ષ્મજીવોની પ્રવૃત્તિને કારણે ટાંકીમાં ગેસ ઉત્પન્ન થાય ત્યારે ઉપર આવે છે,ગેસ વપરાય ત્યારે નહીં.

(C) બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક મિથેન $(CH_4)$ છે,જે સામાન્ય રીતે $50\% - 70\%$ જેટલો હોય છે.
ભારતમાં બાયોગેસ પ્લાન્ટની ટેકનોલોજી ભારતીય કૃષિ અનુસંધાન સંસ્થાન $(IARI)$ અને ખાદી અને ગ્રામોદ્યોગ આયોગ $(KVIC)$ દ્વારા વિકસાવવામાં આવી છે.
તેથી,આ પ્લાન્ટ સ્વદેશી (ભારતીય) ટેકનોલોજી પર આધારિત છે,વિદેશી ટેકનોલોજી પર નહીં.
આમ,વિધાન સાચું છે,પરંતુ કારણ ખોટું છે.

(B) મિથેનોજેન્સ એ આર્કિબેક્ટેરિયા છે જે ઢોરના રૂમેન (આમાશય) અને કાદવવાળા વિસ્તારો જેવા અજારક વાતાવરણમાં જોવા મળે છે.
તેઓ કાર્બનિક કચરામાંથી મિથેન (બાયોગેસ) ઉત્પન્ન કરવા માટે જવાબદાર છે.
તેઓ વાતાવરણીય મિથેનનો આશરે $65 \%$ જેટલો ભાગ ઉત્પન્ન કરીને પર્યાવરણમાં મહત્વનું યોગદાન આપે છે.

(A) સુએઝ ટ્રીટમેન્ટની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ખાસ કરીને અજારક સ્લજ ડાયજેસ્ટર્સમાં,અજારક બેક્ટેરિયા સ્લજમાં રહેલા કાર્બનિક પદાર્થોનું પાચન કરે છે.
આ પ્રક્રિયામાં વાયુઓનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન થાય છે,જેને બાયોગેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
બાયોગેસ મુખ્યત્વે મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ ધરાવે છે.
તેથી,આ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું સાચું બંધારણ $CH_4, CO_2$ અને $H_2S$ છે.

(C) મિથેનોજેન્સ,જેમ કે $Methanobacterium$,અજારક બેક્ટેરિયા છે જે અજારક પરિસ્થિતિમાં વૃદ્ધિ પામે છે.
આ બેક્ટેરિયા ઢોરના આમાશયમાં અને સુએજ ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટમાં જોવા મળે છે.
ગોબરગેસ પ્લાન્ટમાં,આ બેક્ટેરિયા પશુઓના છાણ (ગોબર) માં રહેલા સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થોનું વિઘટન કરે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,તેઓ મુખ્યત્વે $CH_4$ (મિથેન),$CO_2$ (કાર્બન ડાયોક્સાઇડ) અને $H_2$ (હાઇડ્રોજન) વાયુઓનું મિશ્રણ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેથી,ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું સાચું મિશ્રણ $CH_4, CO_2$ અને $H_2$ છે.

(B) બાયોગેસ પ્લાન્ટની સામાન્ય આકૃતિમાં:
- $P$ એ ગેસ આઉટલેટ પાઇપ દર્શાવે છે.
- $Q$ એ તરતું ગેસ હોલ્ડર (ગેસ ડ્રમ) દર્શાવે છે જે ઉત્પન્ન થયેલ બાયોગેસનો સંગ્રહ કરે છે.
- $R$ એ વપરાયેલી સ્લરી (ખાતર) માટેનો આઉટલેટ દર્શાવે છે.
- $S$ એ ડાયજેસ્ટર ટાંકી દર્શાવે છે જ્યાં અજારક પાચન (anaerobic digestion) થાય છે.
તેથી,$Q$ એ ગેસ હોલ્ડર છે.

(C) ભારતમાં બાયોગેસ ઉત્પાદન માટેની ટેકનોલોજી મુખ્યત્વે ઇન્ડિયન એગ્રીકલ્ચરલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ $(IARI)$ અને ખાદી અને ગ્રામોદ્યોગ કમિશન $(KVIC)$ ના પ્રયાસો દ્વારા વિકસાવવામાં આવી હતી.
આ બંને સંસ્થાઓએ ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં ઉર્જા અને જૈવિક ખાતરના ટકાઉ સ્ત્રોત પૂરા પાડવા માટે બાયોગેસ પ્લાન્ટને પ્રોત્સાહન આપવામાં અને અમલમાં મૂકવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી હતી.

(D) મિથેનોજેન્સ એ અજારક બેક્ટેરિયાનો એક સમૂહ છે જે અજારક પરિસ્થિતિઓમાં ચયાપચયની આડપેદાશ તરીકે મિથેન $(CH_4)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
તેઓ સામાન્ય રીતે ઢોર અને અન્ય વાગોળતા પ્રાણીઓના આમાશય (rumen) માં જોવા મળે છે,જ્યાં તેઓ સેલ્યુલોઝના પાચનમાં મદદ કરે છે.
તેઓ બાયોગેસ ઉત્પન્ન કરવા માટે અજારક સ્લજ ડાયજેસ્ટરમાં સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો પર અજારક રીતે વૃદ્ધિ પામે છે.
તેથી,વિકલ્પ $D$ સાચું વિધાન છે.

(B) બાયોગેસ એ કાર્બનિક કચરા પર મિથેનોજેન્સ (અજારક બેક્ટેરિયા) ની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
બાયોગેસના મુખ્ય ઘટકો મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ છે.
મિથેન એ મુખ્ય દહનશીલ ઘટક છે,જ્યારે $CO_2$ અને $H_2$ ઓછી માત્રામાં હાજર હોય છે.
તેથી,સાચું મિશ્રણ $CH_4, CO_2, H_2$ છે.

(D) બાયોગેસ એ કાર્બનિક કચરાના અજારક વિઘટન દરમિયાન મિથેનોજેન્સ (દા.ત.,મિથેનોબેક્ટેરિયમ) ની સૂક્ષ્મજીવી પ્રવૃત્તિ દ્વારા ઉત્પન્ન થતા વાયુઓનું મિશ્રણ છે.
બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક મિથેન $(CH_4)$ છે,જે જ્વલનશીલ છે.
બાયોગેસમાં હાજર અન્ય વાયુઓમાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$,હાઇડ્રોજન $(H_2)$,નાઇટ્રોજન $(N_2)$ અને હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ $(H_2S)$ નો અલ્પ માત્રામાં સમાવેશ થાય છે.
તેથી,સાચું બંધારણ $CH_4, CO_2, H_2, N_2, H_2S$ છે.

(A) ગોબર ગેસ પ્લાન્ટ,જેને બાયોગેસ પ્લાન્ટ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે કાર્બનિક કચરા (જેમ કે છાણ) નું વિઘટન કરવા માટે અજારક બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કરે છે.
આ બેક્ટેરિયાને સામૂહિક રીતે મિથેનોજેન્સ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
મિથેનોજેન્સ,જેમ કે $Methanobacterium$,સેલ્યુલોઝયુક્ત પદાર્થો પર અજારક સ્થિતિમાં વૃદ્ધિ પામે છે અને મોટા પ્રમાણમાં મિથેન $(CH_4)$,કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ અને હાઇડ્રોજન $(H_2)$ ઉત્પન્ન કરે છે.
આ વાયુઓ મળીને બાયોગેસ બનાવે છે.

(C) મિથેનોજેન્સ,જેમ કે $Methanococcus$,એ અજારક બેક્ટેરિયા છે જે ઓક્સિજનની ગેરહાજરીમાં જીવે છે.
તેઓ મિથેનોજેનેસિસ નામની ચયાપચયની પ્રક્રિયા કરે છે,જેમાં તેઓ એસીટેટ,$H_2$ અને $CO_2$ જેવા પદાર્થોનું રૂપાંતર મિથેન $(CH_4)$,$CO_2$ અને $H_2O$ માં કરે છે.

(A) બાયોગેસ ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા ત્રણ મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. સોલ્યુબિલાઈઝેશન (જળવિભાજન): કાર્બોદિતો,પ્રોટીન અને ચરબી જેવા જટિલ કાર્બનિક પોલિમરનું બાહ્યકોષીય ઉત્સેચકો દ્વારા સાદી શર્કરા,એમિનો એસિડ અને ફેટી એસિડ જેવા સરળ મોનોમર્સમાં વિઘટન થાય છે.
$2$. એસિડોજેનેસિસ: આ સરળ મોનોમર્સનું વધુ રૂપાંતર એસિટિક એસિડ,ફોર્મિક એસિડ અને આલ્કોહોલ જેવા અસ્થિર ફેટી એસિડમાં થાય છે.
$3$. મિથેનોજેનેસિસ: અંતે,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા દ્વારા એસિટિક એસિડ અથવા ફોર્મિક એસિડનું મિથેન $(CH_4)$,$CO_2$ અને $H_2O$ માં રૂપાંતર થાય છે.
તેથી,સોલ્યુબિલાઈઝેશન માટેની સાચી પ્રતિક્રિયા એ છે કે કાર્બોદિતો અને પ્રોટીનનું અનુક્રમે સાદી શર્કરા અને એમિનો એસિડમાં રૂપાંતર થાય છે.

(C) બાયોગેસ ઉત્પાદનમાં અજારક પાચનની પ્રક્રિયા મુખ્ય ત્રણ તબક્કામાં થાય છે:
$1$. હાઇડ્રોલિસિસ: કાર્બોદિત,પ્રોટીન અને ચરબી જેવા જટિલ કાર્બનિક પોલિમરનું બાહ્યકોષીય ઉત્સેચકો દ્વારા શર્કરા,એમિનો એસિડ અને ફેટી એસિડ જેવા સરળ મોનોમરમાં વિઘટન થાય છે.
$2$. એસિડોજેનેસિસ: આ મોનોમરનું એસિડોજેનિક બેક્ટેરિયા દ્વારા અસ્થિર ફેટી એસિડ (જેમ કે એસિટિક એસિડ),આલ્કોહોલ અને વાયુઓ (જેમ કે $CO_2$ અને $H_2$) માં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. મેથેનોજેનેસિસ: અંતે,મેથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા (મેથેનોજેન્સ) આ ઉત્પાદનોને મિથેન $(CH_4)$ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ $(CO_2)$ માં ફેરવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ હાઇડ્રોલિસિસ $\longrightarrow$ એસિડોજેનેસિસ $\longrightarrow$ મેથેનોજેનેસિસ છે.

(A) પશુઓનું છાણ,જેને ગાયના છાણ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તેનો ઉપયોગ બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં સબસ્ટ્રેટ તરીકે થાય છે કારણ કે તેમાં સેલ્યુલોઝનું પ્રમાણ ખૂબ વધારે હોય છે.
સેલ્યુલોઝ એ વનસ્પતિના કોષદીવાલમાં જોવા મળતો એક જટિલ કાર્બોદિત પદાર્થ છે,જે પશુઓ તેમના ખોરાક તરીકે લે છે.
અજારક પાચનની પ્રક્રિયા દરમિયાન,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા (મિથેનોજેન્સ) આ સેલ્યુલોઝનું સરળ સંયોજનોમાં વિઘટન કરે છે,જેના પરિણામે અંતે મિથેન $(CH_4)$ ઉત્પન્ન થાય છે,જે બાયોગેસનો મુખ્ય ઘટક છે.

(A) બાયોગેસ એ ઊર્જાનો સ્વચ્છ,પુનઃપ્રાપ્ય અને પર્યાવરણને અનુકૂળ સ્ત્રોત છે.
તે કાર્બનિક પદાર્થોના અજારક વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે.
વિધાન $i$ સાચું છે કારણ કે તે સસ્તું અને સુરક્ષિત બળતણ છે.
વિધાન $ii$ સાચું છે કારણ કે તેનો ઉપયોગ રસોઈ અને પ્રકાશ મેળવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.
વિધાન $iii$ સાચું છે કારણ કે તેને પાઈપલાઈન દ્વારા સરળતાથી પરિવહન કરી શકાય છે.
વિધાન $iv$ ખોટું છે કારણ કે બાયોગેસ એક સ્વચ્છ બળતણ છે જે અશ્મિભૂત બળતણની તુલનામાં નોંધપાત્ર પ્રદૂષણ ફેલાવતું નથી; તે વાસ્તવમાં કચરાના વ્યવસ્થાપનમાં મદદ કરે છે અને ગ્રીનહાઉસ વાયુઓના ઉત્સર્જનને ઘટાડે છે.

(C) બાયોગેસ ઉત્પાદનમાં સૂક્ષ્મજીવો દ્વારા કાર્બનિક પદાર્થો (સ્લરી) નું અજારક વિઘટન થાય છે. આ પ્રક્રિયા ત્રણ મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે:
$1$. $Hydrolysis$ (જળવિભાજન): કાર્બોહાઇડ્રેટ્સ,પ્રોટીન અને ચરબી જેવા જટિલ કાર્બનિક પોલિમરનું શર્કરા,એમિનો એસિડ અને ફેટી એસિડ જેવા સરળ મોનોમર્સમાં વિઘટન થાય છે.
$2$. $Acidogenesis$ (એસિડોજેનેસિસ): આ મોનોમર્સનું એસિડોજેનિક બેક્ટેરિયા દ્વારા વોલેટાઈલ ફેટી એસિડ્સ,આલ્કોહોલ અને $CO_2$ તથા $H_2$ જેવા વાયુઓમાં રૂપાંતર થાય છે.
$3$. $Methanogenesis$ (મિથેનોજેનેસિસ): અંતે,મિથેનોજેનિક બેક્ટેરિયા આ ઉત્પાદનોને મિથેન $(CH_4)$ અને $CO_2$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
$Photolysis$ (પ્રકાશવિઘટન) એ પ્રકાશ ઉર્જા દ્વારા અણુઓનું વિઘટન છે,જે બાયોગેસ ડાયજેસ્ટરના અંધારા અને અજારક વાતાવરણમાં થતું નથી.

(A) બાયોગેસ પ્લાન્ટમાં,અજારક પાચન પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ત્રણ તબક્કામાં થાય છે: $1.$ દ્રાવ્યીકરણ (હાઇડ્રોલિસિસ),$2.$ એસિડોજેનેસિસ,અને $3.$ મિથેનોજેનેસિસ.
એસિડોજેનેસિસ તબક્કા દરમિયાન,એસિડોજેનિક બેક્ટેરિયા (જેને એસિડ-નિર્માણ કરતા બેક્ટેરિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) હાઇડ્રોલિસિસ તબક્કા દરમિયાન ઉત્પન્ન થયેલા મોનોમર્સ (જેમ કે શર્કરા અને એમિનો એસિડ) ને કાર્બનિક એસિડ (જેમ કે એસિટિક એસિડ,પ્રોપિયોનિક એસિડ અને બ્યુટીરિક એસિડ),આલ્કોહોલ,$H_2$ અને $CO_2$ માં વિઘટિત કરે છે.
તેથી,એસિડોજેનિક બેક્ટેરિયાની મુખ્ય ભૂમિકા મોનોમર્સને કાર્બનિક એસિડમાં રૂપાંતરિત કરવાની છે.