Оптимізація технологічного процесу фермерської біогазової установки - Сенчук М.М. (Технологія виробництва і переробки продуктів тваринництва)
Біомаса вважається одним з найперспективніших альтернативних джерел енергії сучасності. Ефективним методом очищення і перероблення будь-яких тваринницьких ферм є метанове бродіння з отриманням біогазу. Водночас вирішується і питання охорони навколишнього середовища. Біогазова технологія дозволяє прискореними методами отримати за допомогою анаеробного бродіння натуральне біодобриво, яке містить біологічно активні речовини. Питання використання метанового бродіння є актуальним. Тому метою дослідження є визначення оптимальної тривалості бродіння гною в біореакторі фермерської установки. Для дослідження було використано біогазову установку фермерського типу із загальним об’ємом реактора – 51,3 м3 , де об’єм рідкого, гною в реакторі – 40,8 м3 . Дослідження процесу роботи біореактора проводилося за 4 режимами роботи: І режим роботи: доза завантаження – 2,5 м3 /добу, тривалість бродіння – 16 діб; ІІ – 4 м3 /добу, – 10; ІІІ – 5,5 м3 /добу, – 7; ІV – 7 м3 /добу, – 6. Для всіх режимів роботи: температура бродіння – 32 о С; надлишковий тиск біогазу в реакторі – 0,005 МПа; кратність завантаження – 1 раз / добу. За результатами досліджень отримано наступні показники якості виконання технологічного процесу для 4 режимів роботи: І – вихід біогазу – 16 м3 /добу, максимально можливий вихід біогазу (теоретичний) – 20,4 м3 /добу, питомий вихід біогазу з одиниці об’єму завантаженої маси – 6,4 м3 /м3 ; ІІ – вихід біогазу – 28,5 м3 /добу, максимально можливий вихід – 36,7 м3 /добу, питомий вихід – 7,1 м3 /м3 ; ІІІ – вихід біогазу – 34,5 м3 /добу, максимально можливий вихід – 42,3 м3 /добу, питомий вихід – 6,3 м3 /м3 ; ІV – вихід біогазу – 35,5 м3 /добу, максимально можливий – 44,5 м3 /добу, питомий вихід – 5,1 м3 /м3 . Визначено залежність виходу біогазу від дози сухої органічної речовини (СОР) завантаження біореактора: І режим роботи: добова доза завантаження – 1,75 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,22 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід біогазу (теоретичний) – 0,28 м3 /кг СОР; ІІ: добова доза завантаження – 3,19 кг СОР/м3 , фактичний вихід біогазу – 0,21 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,27 м3 /кг СОР; ІІІ: добова доза завантаження – 4,18 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,19 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,23 м3 /кг СОР; ІV: добова доза завантаження – 5,95 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,15 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,19 м3 /кг СОР. Отримані дані добового виходу біогазу за чотирма досліджуваними режимами завантаження свідчать, що за цієї характеристики гною, завантаженого в реактор, більш ефективна робота установки забезпечується за добових доз завантаження 10–13 % від об’єму сировини в біореакторі за добового завантаження реактора 4,0–5,5 м3 з тривалістю бродіння 10–7 діб. На практиці тривалість бродіння вибирають залежно від температури: при 25–40 о С (32 о С) за інтервалів від 10 до 20 діб. Результати дослідження дають змогу рекомендувати, за температури 32 о С скоротити тривалість бродіння з 10–20 діб до 7–10 діб, що збільшує продуктивність біогазової установки за масою збродженого гною.