Microbes in Production of Biogas Questions in Hindi

(B) बायोगैस उत्पादन की प्रक्रिया में,कार्बनिक कचरे के अवायवीय पाचन के बाद जो पदार्थ बचता है,उसे 'स्पेंट स्लरी' (spent slurry) कहा जाता है। यह स्पेंट स्लरी नाइट्रोजन और फास्फोरस जैसे पोषक तत्वों से भरपूर होती है,जो इसे फसलों के लिए एक उत्कृष्ट जैविक खाद बनाती है। इसका उपयोग खाना पकाने या सीवेज उपचार के लिए नहीं किया जाता है।

(D) कथन $(S)$ गलत है क्योंकि $H_2$ (हाइड्रोजन गैस) स्वयं सौर ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में बदलने के लिए प्राथमिक कारक नहीं है; बल्कि यह कुछ चयापचय प्रक्रियाओं का उत्पाद है।
कारण $(R)$ सही है क्योंकि कुछ प्रकाश संश्लेषी सूक्ष्मजीव,जैसे कि साइनोबैक्टीरिया और हरे शैवाल,विशिष्ट चयापचय स्थितियों के दौरान $H_2$ गैस का उत्पादन कर सकते हैं।
अतः,सही विकल्प $D$ है।

(B) बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है,जिसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$ होती है। यह कार्बनिक कचरे के अवायवीय अपघटन के दौरान मेथनोजेन्स (जैसे,$Methanobacterium$) की सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पन्न होती है।
$CH_4$ आमतौर पर कुल बायोगैस संरचना का $50-70\%$ हिस्सा बनाती है,जो इसे प्राथमिक घटक बनाता है।

(C) मीथेनोजेन्स अवायवीय बैक्टीरिया का एक समूह है जो अवायवीय परिस्थितियों में चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_4)$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर मवेशियों के रूमेन (आमाशय) और अवायवीय स्लज डाइजेस्टर में पाए जाते हैं।
सेलुलोज एक जटिल पॉलीसैकेराइड है और पादप कोशिका भित्ति का एक प्रमुख घटक है।
जब मीथेनोजेन्स सेलुलोजयुक्त पदार्थों (जो कृषि और पशु अपशिष्ट में प्रचुर मात्रा में होते हैं) पर कार्य करते हैं,तो वे अवायवीय प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से इसे तोड़कर बायोगैस का उत्पादन करते हैं,जो मीथेन से समृद्ध होती है।
इसलिए,मीथेन की उच्च मात्रा प्राप्त करने के लिए बायोगैस उत्पादन में सेलुलोज का उपयोग प्राथमिक सबस्ट्रेट के रूप में किया जाता है।

(C) भारत में बायोगैस उत्पादन के लिए तकनीक मुख्य रूप से भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान $(IARI)$ और खादी एवं ग्रामोद्योग आयोग $(KVIC)$ के प्रयासों के कारण विकसित की गई थी।
$KVIC$ का अर्थ खादी एवं ग्रामोद्योग आयोग है,जिसने भारत के ग्रामीण क्षेत्रों में बायोगैस संयंत्रों को बढ़ावा देने और उन्हें लागू करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी।
अतः,सही विकल्प $C$ है।

(A, B, C, D) $1$. बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से $CH_4$ होता है) जो मिथेनोजेन्स की सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पन्न होता है।
$2$. मिथेनोजेन्स,जैसे कि $Methanobacterium$,सेल्युलोसिक पदार्थों पर अवायवीय रूप से वृद्धि करते हैं और आमतौर पर मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में पाए जाते हैं।
$3$. रूमेन में,ये बैक्टीरिया सेलुलोज के अपघटन में मदद करते हैं और मवेशियों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
$4$. बायोगैस का उपयोग खाना पकाने और प्रकाश के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जाता है।
$5$. बायोगैस की संरचना में आमतौर पर मीथेन $(CH_4)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और अल्प मात्रा में हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$,हाइड्रोजन $(H_2)$ और नाइट्रोजन $(N_2)$ शामिल होते हैं।
$6$. अतः,दिए गए सभी कथन वैज्ञानिक रूप से सही हैं।

(B) बायोगैस संयंत्र में एक कंक्रीट की टंकी (डाइजेस्टर) होती है जिसमें जैविक कचरे और गोबर की स्लरी को डाला जाता है।
इस स्लरी के ऊपर एक तैरता हुआ आवरण (गैस होल्डर) रखा जाता है।
जब मिथेनोजेनिक बैक्टीरिया की जैविक गतिविधि के कारण टैंक में गैस उत्पन्न होती है,तो गैस के दबाव के कारण यह आवरण ऊपर उठने लगता है।
अतः,गैस होल्डर तब ऊपर उठता है जब बैक्टीरिया द्वारा गैस का उत्पादन होता है।

(C) मीथेनोजेन्स,जैसे कि $Methanobacterium$,ऐसे बैक्टीरिया हैं जो सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं और बड़ी मात्रा में मीथेन,$CO_2$ और $H_2$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ (anaerobic sludge) में और मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में पाए जाते हैं।
रूमेन में,ये बैक्टीरिया सेलुलोज के टूटने में मदद करते हैं,जो मवेशियों के भोजन में मौजूद एक पॉलीसेकेराइड (एक प्रकार का कार्बोहाइड्रेट/स्टार्चयुक्त पदार्थ) है।
इसलिए,कथन $P$ सही है क्योंकि मीथेनोजेन्स मीथेन का उत्पादन करने के लिए अवायवीय श्वसन करते हैं।
कथन $Q$ भी सही है क्योंकि ये बैक्टीरिया पाचन और बायोगैस उत्पादन को सुविधाजनक बनाने के लिए सेल्युलोसिक/स्टार्चयुक्त पदार्थों पर कार्य करते हैं।
चूंकि इन पदार्थों का टूटना वह चयापचय प्रक्रिया है जो मीथेन उत्पादन की ओर ले जाती है,इसलिए कथन $Q$,कथन $P$ की सही व्याख्या है।

(C) दी गई आकृति एक बायोगैस संयंत्र को दर्शाती है।
बायोगैस संयंत्र में,मेथेनोजेन्स द्वारा कार्बनिक कचरे के अवायवीय पाचन से बायोगैस का उत्पादन होता है।
उत्पन्न बायोगैस गैस होल्डर या गैस टैंक में जमा हो जाती है।
'$X$' के रूप में चिह्नित भाग वह पाइप है जिसके माध्यम से उत्पादित बायोगैस को उपयोग के लिए बाहर निकाला जाता है,जिसे गैस आउटलेट कहा जाता है।

(B) दी गई आकृति एक बायोगैस संयंत्र को दर्शाती है। '$Y$' द्वारा चिह्नित भाग इनलेट चैंबर है,जहाँ गोबर और पानी के घोल (स्लरी) को अवायवीय पाचन के लिए डाइजेस्टर टैंक में डाला जाता है।

(B) दिया गया चित्र एक बायोगैस संयंत्र को दर्शाता है। नामांकित भाग $P$ गैस वाल्व है,जिसका उपयोग डाइजेस्टर टैंक से उत्पादित बायोगैस को घरेलू या औद्योगिक उपयोग के लिए बाहर निकालने हेतु किया जाता है।

(D) बायोगैस अवायवीय परिस्थितियों में सेल्युलोसिक सामग्री पर मेथनोजेन्स (जैसे,$Methanobacterium$) की सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पादित गैसों का मिश्रण है।
बायोगैस की संरचना में मुख्य रूप से $CH_4$ (मीथेन),$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) और अन्य गैसें जैसे $H_2$ (हाइड्रोजन),$H_2S$ (हाइड्रोजन सल्फाइड) और $N_2$ (नाइट्रोजन) अल्प मात्रा में शामिल होती हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) बायोगैस संयंत्रों में उपयोग की जाने वाली अवायवीय पाचन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण उप-उत्पाद है।

(D) सीवेज उपचार प्रक्रिया के दौरान,विशेष रूप से अवायवीय स्लज डाइजेस्टर में,बैक्टीरिया गैसों का एक मिश्रण उत्पन्न करते हैं जिसे बायोगैस कहा जाता है।
यह बायोगैस मुख्य रूप से $CH_4$ (मीथेन),$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) और $H_2S$ (हाइड्रोजन सल्फाइड) से बनी होती है।
ये गैसें सीवेज स्लज में मौजूद कार्बनिक पदार्थों पर मेथनोजेनिक बैक्टीरिया की क्रिया द्वारा उत्पन्न होती हैं।
इसलिए,सूचीबद्ध सभी गैसें बायोगैस के घटक हैं।

(C) बायोगैस का उत्पादन एक सूक्ष्मजीवी प्रक्रिया है जिसमें कार्बनिक पदार्थों का अवायवीय अपघटन होता है।
$1$. उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट (कार्बनिक कचरे) का प्रकार उत्पन्न गैसों की संरचना और मात्रा को निर्धारित करता है।
$2$. पाचन प्रक्रिया में शामिल बैक्टीरिया (मेथेनोजेन्स) का प्रकार अत्यंत महत्वपूर्ण है,क्योंकि विभिन्न सूक्ष्मजीव अलग-अलग कार्बनिक पदार्थों पर कार्य करके $CH_4$,$CO_2$ और $H_2S$ जैसी विशिष्ट गैसें उत्पन्न करते हैं।
अतः,गैस की संरचना सब्सट्रेट और उपस्थित सूक्ष्मजीवी समुदाय दोनों पर निर्भर करती है।

(C) बायोगैस सूक्ष्मजीवों की गतिविधि द्वारा उत्पन्न गैसों का मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से $CH_4$ होता है)।
कुछ बैक्टीरिया,जो सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं,$CO_2$ और $H_2$ के साथ बड़ी मात्रा में $CH_4$ का उत्पादन करते हैं।
इन बैक्टीरिया को सामूहिक रूप से मिथेनोजेन्स (जैसे,$Methanobacterium$) कहा जाता है।
चूंकि ये बैक्टीरिया सेल्युलोसिक सामग्री (जैसे गोबर) पर पनपते हैं,इसलिए सेल्युलोसिक सामग्री की उच्च सांद्रता बैक्टीरिया को कार्य करने के लिए अधिक सब्सट्रेट प्रदान करती है,जिससे मीथेन गैस का उत्पादन अधिक होता है।
इसलिए,सेल्युलोसिक सामग्री की अधिकता मीथेन के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए प्राथमिक कारक है।

(A) शाकाहारी पशु (जैसे मवेशी) सेल्युलोज से भरपूर आहार का सेवन करते हैं।
इन पशुओं के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में मीथेनोजेन्स (जैसे Methanobacterium) नामक बैक्टीरिया मौजूद होते हैं।
ये बैक्टीरिया सेल्युलोज का अवायवीय रूप से अपघटन करते हैं और $CO_2$ तथा $H_2$ के साथ बड़ी मात्रा में मीथेन $(CH_4)$ गैस उत्पन्न करते हैं।
यह मीथेन पशुओं के पाचन तंत्र के माध्यम से वातावरण में मुक्त होती है।
अतः,$A$ सही है क्योंकि शाकाहारी पशु मीथेन छोड़ते हैं,और $R$ इसकी सही व्याख्या है क्योंकि मीथेनोजेन्स की उपस्थिति सीधे उनके सेल्युलोज युक्त आहार के पाचन से जुड़ी है।

(D) दी गई आकृति एक विशिष्ट बायोगैस प्लांट को दर्शाती है,जिसे भारत में आमतौर पर गोबर गैस प्लांट भी कहा जाता है क्योंकि यह मुख्य रूप से मिथेनोजेनिक बैक्टीरिया द्वारा अवायवीय पाचन के लिए सब्सट्रेट के रूप में गोबर का उपयोग करता है।
चूंकि दोनों शब्द एक ही प्रकार की सुविधा को संदर्भित करते हैं,इसलिए विकल्प $(D)$ सही उत्तर है।

(A) चित्र में एक बायोगैस संयंत्र दिखाया गया है। बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है (मुख्य रूप से $CH_4$),जो मिथेनोजेन्स की सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा निर्मित होता है।
मिथेनोजेन्स अवायवीय बैक्टीरिया हैं जो सेल्युलोसिक सामग्री पर विकसित होते हैं और बड़ी मात्रा में मीथेन,$CO_2$ और $H_2$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ (anaerobic sludge) में और मवेशियों के रूमेन में पाए जाते हैं।
इसलिए,बायोगैस के उत्पादन के लिए मिथेनोजेन्स जिम्मेदार हैं।

(A) बायोगैस सूक्ष्मजीवों की गतिविधि द्वारा उत्पादित गैसों का एक मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से $CH_4$ होता है)।
ये सूक्ष्मजीव,विशेष रूप से $Methanobacterium$ जैसे मेथेनोजेन्स,सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं।
उत्पादित बायोगैस की संरचना उपयोग किए गए कार्बनिक कचरे (सब्सट्रेट) के प्रकार और डाइजेस्टर में मौजूद विशिष्ट सूक्ष्मजीव आबादी पर निर्भर करती है।
इसलिए,अभिकथन $A$ और कारण $R$ दोनों सही हैं,और कारण यह बताता है कि बायोगैस की संरचना क्यों बदलती है।

(A) कथन $X$ सही है क्योंकि बायोगैस ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक पदार्थों के अपघटन से उत्पन्न गैसों का मिश्रण है,जिसका उपयोग मुख्य रूप से ईंधन स्रोत के रूप में किया जाता है।
कथन $Y$ गलत है क्योंकि बायोगैस में मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और अल्प मात्रा में हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ होता है। इसमें ऑक्सीजन $(O_2)$ एक महत्वपूर्ण घटक के रूप में नहीं होता है; वास्तव में,मिथेनोजेनेसिस की प्रक्रिया अवायवीय (ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में) होती है।

(B) मिथेनोजेन्स आर्कियाबैक्टीरिया का एक समूह है जो अवायवीय परिस्थितियों में चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_4)$ का उत्पादन करते हैं।
ये आमतौर पर जुगाली करने वाले जानवरों (जैसे गाय और भैंस) की आंतों और दलदली क्षेत्रों में पाए जाते हैं।
ये बैक्टीरिया इन जानवरों के गोबर से बायोगैस के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

(D) $1$. बायोगैस के उत्पादन के लिए $Methanogens$ (मिथेनोजेन्स) जिम्मेदार होते हैं,न कि $Halophilus$। अतः,कथन $S$ गलत है।
$2$. $Halophiles$ $Archaea$ (आर्किया) डोमेन का एक समूह है जो अत्यधिक लवणीय क्षेत्रों में रहते हैं,न कि $Bacteria$ (बैक्टीरिया) डोमेन के। अतः,कथन $R$ भी गलत है।
$3$. चूँकि कथन $S$ और $R$ दोनों गलत हैं,इसलिए सही विकल्प $D$ है।

(B) मिथेनोजेन्स आर्किबैक्टीरिया का एक समूह है जो अनिवार्य रूप से अवायवीय (anaerobic) होते हैं।
ये गाय और भैंस जैसे कई जुगाली करने वाले जानवरों के पाचन तंत्र में पाए जाते हैं।
ये बैक्टीरिया इन जानवरों के गोबर से मीथेन (बायोगैस) के उत्पादन के लिए जिम्मेदार होते हैं।
इसलिए,इन्हें सामान्यतः मिथेनोजेन्स कहा जाता है।

(A) : मिथेनोजेन्स आर्किबैक्टीरिया (Archaebacteria) समूह से संबंधित हैं। इनमें $Methanobacillus$ और $Methanothrix$ जैसे मिथेन उत्पन्न करने वाले वंश शामिल हैं।
मिथेनोजेन्स अनिवार्य अवायवीय (obligate anaerobes) जीव हैं जो ऑक्सीजन की कमी वाले वातावरण में पाए जाते हैं,जैसे कि दलदल,कीचड़ (सीवेज उपचार के दौरान बनने वाला),और जुगाली करने वाले पशुओं का पाचन तंत्र।
वे मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ को अपचयित (reduce) करके और हाइड्रोजन $(H_2)$ को ऑक्सीकृत करके अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं,जिसके परिणामस्वरूप मिथेन $(CH_4)$ का उत्पादन होता है।

(A) : मिथेनोजेन्स जैसे $Methanobacterium$ मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में पाए जाते हैं।
रूमेन में बहुत सारा सेल्युलोसिक पदार्थ उपलब्ध होता है।
रूमेन में,ये बैक्टीरिया सेल्युलोज के अपघटन में मदद करते हैं और मवेशियों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

(B) बायोगैस या गोबर गैस मीथेन से भरपूर ईंधन गैस है जो मीथेनोजेनिक बैक्टीरिया की मदद से बायोमास के अवायवीय अपघटन या पाचन द्वारा उत्पन्न होती है।
यह मुख्य रूप से मीथेन $(50-70\%)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(30-40\%)$ और नाइट्रोजन,हाइड्रोजन सल्फाइड तथा हाइड्रोजन के सूक्ष्म अंशों से बनी होती है।
अतः,गोबर गैस में मीथेन की मात्रा सबसे अधिक होती है।

(D) : मार्श गैस या मीथेन $(CH_4)$ गैस मुख्य रूप से सीवेज पर अवायवीय बैक्टीरिया की गतिविधियों द्वारा उत्पन्न होती है।
सीवेज में बड़ी मात्रा में कार्बनिक पदार्थ और सूक्ष्मजीव होते हैं,जिनमें से कई रोगजनक होते हैं।
इन सूक्ष्मजीवों (बैक्टीरिया और कवक) को सीवेज के द्वितीयक उपचार प्रक्रिया के दौरान अवायवीय बैक्टीरिया द्वारा पचाया जाता है।
इस अवायवीय पाचन के दौरान,बैक्टीरिया मीथेन,हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ जैसी गैसों का मिश्रण उत्पन्न करते हैं।
इन गैसों को सामूहिक रूप से बायोगैस कहा जाता है और चूंकि ये ज्वलनशील होती हैं,इसलिए इन्हें ऊर्जा के स्रोत के रूप में आसानी से उपयोग किया जा सकता है।

(C) बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से मीथेन होता है) जो अवायवीय परिस्थितियों में कार्बनिक कचरे पर मेथनोजेन्स की सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पन्न होता है।
अवायवीय पाचन की प्रक्रिया के दौरान,मुख्य रूप से $CH_4$ (मीथेन),$CO_2$ (कार्बन डाइऑक्साइड) और $H_2S$ (हाइड्रोजन सल्फाइड) गैसें उत्पन्न होती हैं।
इसलिए,गैसों का सही समूह मीथेन,हाइड्रोजन सल्फाइड और कार्बन डाइऑक्साइड है।

(C) कुछ बैक्टीरिया,जो सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से वृद्धि करते हैं,उन्हें सामूहिक रूप से मीथेनोजेन्स कहा जाता है। ये बैक्टीरिया $CO_2$ और $H_2$ के साथ बड़ी मात्रा में मीथेन गैस उत्पन्न करते हैं। ऐसे बैक्टीरिया का एक सामान्य उदाहरण $Methanobacterium$ है। ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ (anaerobic sludge) में और मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक हिस्सा) में पाए जाते हैं।

(C) मेथेनोजेन्स अवायवीय बैक्टीरिया हैं जो अवायवीय परिस्थितियों में चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर मवेशियों के रूमेन (पेट का एक हिस्सा) और उनके गोबर (मल) में पाए जाते हैं।
बायोगैस उत्पादन के संदर्भ में,अवायवीय पाचन प्रक्रिया शुरू करने के लिए मवेशियों के गोबर का उपयोग मेथेनोजेन्स के प्राथमिक स्रोत के रूप में किया जाता है।
इसलिए,मवेशियों का गोबर मेथेनोजेन्स में समृद्ध होता है।

(A) बायोगैस का उत्पादन मेथनोजेनिक बैक्टीरिया द्वारा कार्बनिक पदार्थों के अवायवीय अपघटन से होता है।
ये बैक्टीरिया,जैसे कि $Methanobacterium$,सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं और बड़ी मात्रा में मीथेन,$CO_2$ और $H_2$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ में और मवेशियों के रूमेन (पेट का एक हिस्सा) में पाए जाते हैं।
इसलिए,बैक्टीरिया बायोगैस उत्पादन के लिए जिम्मेदार सूक्ष्मजीव हैं।

(D) यह आकृति एक बायोगैस संयंत्र को दर्शाती है। नामांकित भाग $X$ गैस होल्डर है,जो कार्बनिक कचरे के अवायवीय पाचन द्वारा उत्पादित बायोगैस को संग्रहीत करता है।
बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है,जिसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और हाइड्रोजन $(H_2)$ शामिल हैं,साथ ही अन्य गैसें अल्प मात्रा में होती हैं।
अतः,गैस होल्डर में मौजूद गैसें $CO_2, H_2$ और $CH_4$ हैं।

(D) भारत में,बायोगैस उत्पादन के लिए तकनीक मुख्य रूप से दो प्रमुख संगठनों के प्रयासों के कारण विकसित की गई थी:
$1$. $IARI$ (भारतीय कृषि अनुसंधान संस्थान)
$2$. $KVIC$ (खादी और ग्रामोद्योग आयोग)
इन संस्थानों ने ग्रामीण क्षेत्रों में ऊर्जा और जैविक उर्वरक का एक स्थायी स्रोत प्रदान करने के लिए बायोगैस संयंत्रों के अनुसंधान,विकास और कार्यान्वयन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है।

(A) $1$. मेथनोजन अवायवीय बैक्टीरिया का एक समूह है जो चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_4)$ का उत्पादन करते हैं।
$2$. ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ (anaerobic sludge) में और मवेशियों के रूमेन (पेट का एक हिस्सा) में पाए जाते हैं।
$3$. मवेशियों का गोबर इन मेथनोजन से भरपूर होता है क्योंकि वे जानवरों के पाचन तंत्र में मौजूद होते हैं।
$4$. इन बैक्टीरिया की उपस्थिति के कारण,बायोगैस संयंत्रों में बायोगैस के उत्पादन के लिए मवेशियों के गोबर का उपयोग इनोक्युलम के रूप में किया जाता है।
$5$. इसलिए,अभिकथन $(A)$ और कारण $(R)$ दोनों सही हैं,और $R$,$A$ की सही व्याख्या है।

(A) $1$. बायोगैस उत्पादन के दौरान उत्पन्न गैस का प्रकार सूक्ष्मजीवों और उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों पर निर्भर करता है। यह एक सही कथन है।
$2$. सेल्युलोसिक सामग्री पर उगने वाले बैक्टीरिया (जैसे मेथनोजेन्स) बड़ी मात्रा में मीथेन $(CH_4)$ उत्पन्न करते हैं,न कि $NO_2$।
$3$. मेथनोजेनिक बैक्टीरिया मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक हिस्सा) में मौजूद होते हैं,न कि मुंह में।
$4$. बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है,जिसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$,$CO_2$ और हाइड्रोजन होते हैं,न कि केवल $CO_2$।

(D) बायोगैस उत्पादन के लिए अवायवीय पाचन की प्रक्रिया के दौरान,मेथेनोजेनिक बैक्टीरिया सेल्यूलोज,हेमीसेल्यूलोज और लिपिड्स जैसे जटिल कार्बनिक पदार्थों को मीथेन $(CH_4)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और हाइड्रोजन $(H_2)$ में तोड़ देते हैं।
लिग्निन पौधों की कोशिका भित्ति में पाया जाने वाला एक जटिल फेनोलिक बहुलक है।
अपनी अत्यधिक जटिल और प्रतिरोधी संरचना के कारण,यह अवायवीय परिस्थितियों में सूक्ष्मजीवों द्वारा अपघटन के प्रति प्रतिरोधी होता है।
इसलिए,बायोगैस डाइजेस्टर में लिग्निन अपघटित हुए बिना रह जाता है।

(A) मिथेनोजेन्स अवायवीय बैक्टीरिया का एक समूह है,जैसे $Methanobacterium$,जो अवायवीय परिस्थितियों में चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_4)$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर सीवेज उपचार के दौरान अवायवीय कीचड़ में और मवेशियों के रूमेन (पेट का एक हिस्सा) में पाए जाते हैं।
रूमेन में,ये बैक्टीरिया मवेशियों द्वारा खाए गए भोजन में सेल्युलोज के टूटने में मदद करते हैं और मवेशियों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
इसलिए,मिथेनोजेन्स मवेशियों के रूमेन और पशुबाड़ों में प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं जहाँ गोबर मौजूद होता है।

(C) सीवेज के द्वितीयक उपचार के दौरान,अवायवीय बैक्टीरिया कीचड़ (sludge) में मौजूद कार्बनिक पदार्थों का पाचन करते हैं।
अवायवीय पाचन की यह प्रक्रिया गैसों का मिश्रण उत्पन्न करती है,जिसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$,हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ शामिल होते हैं।
गैसों के इस मिश्रण को आमतौर पर बायोगैस या मार्श गैस के रूप में जाना जाता है,क्योंकि मीथेन दलदली क्षेत्रों में पाया जाने वाला प्राथमिक घटक है।

(D) भारत सरकार ने आयातित कच्चे तेल पर निर्भरता कम करने और कार्बन उत्सर्जन को कम करने के लिए इथेनॉल मिश्रित पेट्रोल $(EBP)$ कार्यक्रम लागू किया है।
शुरुआत में,सरकार ने पेट्रोल में $5\%$ इथेनॉल (अल्कोहल) मिलाने की अनुमति दी थी।
समय के साथ,इस लक्ष्य को बढ़ाकर $10\%$ और फिर $20\%$ (E20) कर दिया गया है ताकि टिकाऊ ईंधन के उपयोग को बढ़ावा दिया जा सके।
दिए गए विकल्पों के अनुसार,$5\%$ मिश्रण के लिए स्वीकृत प्रारंभिक मानक प्रतिशत था।

(C) वर्मीकल्चर जैविक कचरे को विघटित करने के लिए केंचुओं का उपयोग करने की प्रक्रिया है। ये केंचुए पशुओं के मल और रसोई के कचरे जैसे जैविक पदार्थों को खाते हैं और उन्हें वर्मीकम्पोस्ट के रूप में उत्सर्जित करते हैं,जो पोषक तत्वों और ह्यूमस से भरपूर होता है। यह प्रक्रिया अत्यधिक लाभदायक है क्योंकि यह कचरे को एक मूल्यवान जैविक उर्वरक में परिवर्तित करती है,जिससे प्रदूषण प्रभावी ढंग से कम हो जाता है।

(C) मिथेनोजेन्स बैक्टीरिया का एक समूह है जो अवायवीय परिस्थितियों में मीथेन $(CH_4)$ गैस का उत्पादन करते हैं।
ये आमतौर पर मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में पाए जाते हैं,जहाँ वे सेलुलोज-युक्त भोजन के पाचन में सहायता करते हैं।
ये इन जानवरों के गोबर में भी मौजूद होते हैं और बायोगैस संयंत्रों में बायोगैस के उत्पादन में उपयोग किए जाते हैं।
चूंकि मिथेनोजेन्स अनिवार्य अवायवीय (obligate anaerobes) होते हैं,इसलिए वे ऑक्सीजन की उपस्थिति में वृद्धि नहीं कर सकते हैं।
अतः,यह कथन कि वे वायवीय रूप से वृद्धि करते हैं,गलत है।

(N/A) हाँ,सूक्ष्मजीवों का उपयोग ऊर्जा के स्रोत के रूप में किया जा सकता है। $Methanobacterium$ जैसे बैक्टीरिया का उपयोग गोबर गैस या बायोगैस के उत्पादन के लिए किया जाता है।
बायोगैस का उत्पादन बायोगैस संयंत्र में होने वाली एक अवायवीय प्रक्रिया है,जिसमें एक कंक्रीट की टंकी ($10-15$ फीट गहरी) होती है जिसमें पर्याप्त इनलेट और आउटलेट होते हैं।
गोबर को पानी के साथ मिलाकर घोल (स्लरी) बनाया जाता है और उसे टंकी में डाला जाता है।
टंकी का डाइजेस्टर बड़ी संख्या में अवायवीय मीथेन-उत्पादक बैक्टीरिया से भरा होता है,जो घोल से बायोगैस का उत्पादन करते हैं।
बायोगैस को पाइप के माध्यम से बाहर निकाला जा सकता है और ऊर्जा के स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है,जबकि शेष घोल को आउटलेट से हटाकर उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

(N/A) सूक्ष्मजीव वृद्धि और चयापचय के दौरान विभिन्न प्रकार के गैसीय अंतिम उत्पाद उत्पन्न करते हैं।
- उत्पन्न गैस का प्रकार सूक्ष्मजीवों और उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों पर निर्भर करता है। आटे के किण्वन,पनीर बनाने और पेय पदार्थों के उत्पादन जैसे उदाहरणों में,मुख्य रूप से $CO_{2}$ गैस उत्पन्न होती है।
- हालाँकि,कुछ बैक्टीरिया जो सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से बढ़ते हैं,वे $CO_{2}$ और $H_{2}$ के साथ बड़ी मात्रा में मीथेन उत्पन्न करते हैं। इन बैक्टीरिया को सामूहिक रूप से 'मिथेनोजेन्स' कहा जाता है और ऐसा ही एक सामान्य बैक्टीरिया $Methanobacterium$ है।
- ये बैक्टीरिया मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में मौजूद होते हैं।
- मवेशियों के भोजन में मौजूद बहुत सारी सेल्युलोसिक सामग्री रूमेन में भी मौजूद होती है। रूमेन में,ये बैक्टीरिया सेलुलोज के टूटने में मदद करते हैं और मवेशियों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
- इस प्रकार,मवेशियों का मल (गोबर),जिसे 'गोबर' भी कहा जाता है,इन बैक्टीरिया से भरपूर होता है। गोबर का उपयोग बायोगैस बनाने के लिए किया जा सकता है,जिसे आमतौर पर 'गोबर गैस' कहा जाता है।
- बायोगैस संयंत्र में एक कंक्रीट की टंकी ($10$-$15$ फीट गहरी) होती है जिसमें जैव-अपशिष्ट एकत्र किया जाता है और गोबर का घोल डाला जाता है। घोल के ऊपर एक तैरता हुआ कवर रखा जाता है,जो सूक्ष्मजीवी गतिविधि के कारण टंकी में गैस बनने पर ऊपर उठता रहता है।
- बायोगैस संयंत्र में एक आउटलेट होता है जो पास के घरों में बायोगैस की आपूर्ति के लिए एक पाइप से जुड़ा होता है।
- बायोगैस सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पादित गैसों का एक मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से मीथेन होती है) और इसका उपयोग ईंधन के रूप में किया जा सकता है।

(N/A) सूक्ष्मजीव वृद्धि और चयापचय के दौरान विभिन्न प्रकार के गैसीय अंतिम उत्पाद उत्पन्न करते हैं।
- उत्पन्न गैस का प्रकार सूक्ष्मजीवों और उनके द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों पर निर्भर करता है। आटे के किण्वन,पनीर बनाने और पेय पदार्थों के उत्पादन के उदाहरणों में,मुख्य रूप से $CO_{2}$ गैस उत्पन्न हुई थी।
- हालाँकि,कुछ बैक्टीरिया जो सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से बढ़ते हैं,वे $CO_{2}$ और $H_{2}$ के साथ बड़ी मात्रा में मीथेन उत्पन्न करते हैं। इन बैक्टीरिया को सामूहिक रूप से मेथनोजेन्स कहा जाता है और ऐसा ही एक सामान्य बैक्टीरिया $Methanobacterium$ है।
- ये बैक्टीरिया मवेशियों के रूमेन (आमाशय) भाग में मौजूद होते हैं।
- मवेशियों के भोजन में मौजूद बहुत सारी सेल्युलोसिक सामग्री रूमेन में भी मौजूद होती है। रूमेन में,ये बैक्टीरिया सेलुलोज के टूटने में मदद करते हैं और मवेशियों के पोषण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
- इस प्रकार,मवेशियों के गोबर को 'गोबर' भी कहा जाता है। इनमें इन बैक्टीरिया का उच्च स्तर होता है। गोबर का उपयोग बायोगैस बनाने के लिए किया जा सकता है,जिसे आमतौर पर गोबर गैस कहा जाता है।
- बायोगैस संयंत्र में एक कंक्रीट की टंकी ($10-15$ फीट गहरी) होती है जिसमें जैव-अपशिष्ट एकत्र किया जाता है और गोबर की स्लरी डाली जाती है। स्लरी के ऊपर एक तैरता हुआ कवर रखा जाता है,जो सूक्ष्मजीवी गतिविधि के कारण टंकी में गैस उत्पन्न होने पर ऊपर उठता रहता है।
- बायोगैस संयंत्र में एक आउटलेट होता है जो पास के घरों में बायोगैस की आपूर्ति के लिए पाइप से जुड़ा होता है।
- बायोगैस सूक्ष्मजीवी गतिविधि द्वारा उत्पन्न गैसों का मिश्रण है (जिसमें मुख्य रूप से मीथेन होती है) और इसका उपयोग ईंधन के रूप में किया जा सकता है।

(N/A) बायोगैस संयंत्र ग्रामीण क्षेत्रों में अधिक सामान्य हैं क्योंकि इसके लिए आवश्यक कच्चा माल,जैसे कि पशुओं का गोबर और कृषि अपशिष्ट,वहां प्रचुर मात्रा में उपलब्ध होता है। ग्रामीण परिवेश में पशुपालन एक प्रमुख व्यवसाय है,जो गोबर की निरंतर आपूर्ति सुनिश्चित करता है। इसके अतिरिक्त,बायोगैस उन क्षेत्रों में खाना पकाने और प्रकाश व्यवस्था के लिए एक कुशल,किफायती और पर्यावरण के अनुकूल ऊर्जा स्रोत के रूप में कार्य करती है जहां $LPG$ जैसे व्यावसायिक ईंधन की उपलब्धता सीमित या महंगी हो सकती है। इस प्रकार,कच्चे माल के स्रोत की निकटता और इसकी व्यावहारिक उपयोगिता के कारण बायोगैस संयंत्र ग्रामीण क्षेत्रों में अत्यधिक लाभकारी सिद्ध होते हैं।

(A) मिथेनोजेन्स अवायवीय बैक्टीरिया का एक समूह है जो अवायवीय परिस्थितियों में चयापचय उप-उत्पाद के रूप में मीथेन $(CH_{4})$ का उत्पादन करते हैं।
ये बैक्टीरिया आमतौर पर मवेशियों के रूमेन (आमाशय का एक भाग) में पाए जाते हैं,जहाँ वे सेल्युलोसिक सामग्री को तोड़ने में मदद करते हैं।
ये सीवेज ट्रीटमेंट के दौरान उत्पन्न होने वाले अवायवीय स्लज में भी पाए जाते हैं,जहाँ वे कार्बनिक पदार्थों का अपघटन करके बायोगैस का उत्पादन करते हैं,जिसमें $CH_{4}$,$CO_{2}$ और $H_{2}$ शामिल होते हैं।

(N/A) बायोगैस गैसों का एक मिश्रण है,जो मुख्य रूप से मीथेन $(CH_4)$,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ और अल्प मात्रा में हाइड्रोजन $(H_2)$,हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_2S)$ और नाइट्रोजन $(N_2)$ से बना होता है।
मिथेनोजेन्स,जैसे कि $Methanobacterium$,बायोगैस के उत्पादन में शामिल सूक्ष्मजीव हैं। ये बैक्टीरिया सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं और $CO_2$ तथा $H_2$ के साथ बड़ी मात्रा में मीथेन का उत्पादन करते हैं।

(N/A) बायोगैस संयंत्र $10-15$ फीट गहरा कंक्रीट का टैंक होता है,जिसमें जैव-अपशिष्ट और गोबर की स्लरी एकत्र की जाती है।
$1$. गोबर + जल चैंबर: यह एक प्रवेश द्वार है जहाँ पशुओं के गोबर और पानी के मिश्रण को डाइजेस्टर में डाला जाता है।
$2$. पाचक (डाइजेस्टर): यह एक सीलबंद कक्ष है जहाँ मेथेनोजेनिक बैक्टीरिया (जैसे,Methanobacterium) द्वारा कार्बनिक पदार्थों का अवायवीय पाचन होता है।
$3$. गैस होल्डर: यह डाइजेस्टर में स्लरी के ऊपर रखा गया एक तैरता हुआ कवर है,जो गैस बनने पर ऊपर उठता है।
$4$. स्लज चैंबर: यह एक निकास द्वार है जिसके माध्यम से उपयोग की गई स्लरी (बचा हुआ अपशिष्ट) को बाहर निकाला जाता है और इसे उर्वरक के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

(B) बायोगैस संयंत्र में,कार्बनिक कचरे (जैसे गोबर) का पाचन अवायवीय बैक्टीरिया द्वारा किया जाता है।
ये बैक्टीरिया,विशेष रूप से मेथेनोजेन्स (जैसे मेथेनोबैक्टीरियम),सेल्युलोसिक सामग्री पर अवायवीय रूप से विकसित होते हैं।
वे मुख्य रूप से मीथेन,$CO_2$ और $H_2$ गैसों का मिश्रण उत्पन्न करते हैं,जिसे सामूहिक रूप से बायोगैस कहा जाता है।

(D) $STPs$ (सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट्स) में सीवेज के द्वितीयक उपचार के दौरान,अवायवीय स्लज डाइजेस्टर का उपयोग किया जाता है।
इन डाइजेस्टर में,अवायवीय बैक्टीरिया स्लज में मौजूद कार्बनिक पदार्थों का पाचन करते हैं।
यह प्रक्रिया गैसों का एक मिश्रण उत्पन्न करती है,जिसमें मुख्य रूप से मीथेन $(CH_{4})$,हाइड्रोजन सल्फाइड $(H_{2}S)$ और कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_{2})$ शामिल होते हैं,जिसे सामूहिक रूप से बायोगैस कहा जाता है।