Biopaliwo. Skład surowcowy i parametry jego przetwarzania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Mikrobiologia

Produkcja biogazu i bionawozów z odpadów organicznych opiera się na właściwości odpadów do uwalniania biogazu podczas rozkładu beztlenowego, tj. warunki beztlenowe. Proces ten nazywany jest trawieniem metanowym i zachodzi w trzech etapach w wyniku rozkładu materii organicznej przez dwie główne grupy mikroorganizmów – kwaśne i metanowe.

Trzy etapy produkcji biogazu

Proces produkcji biogazu można podzielić na trzy etapy: hydrolizę, utlenianie i wytwarzanie metanu. W tym złożonym kompleksie przemian bierze udział wiele mikroorganizmów, z których głównymi są bakterie produkujące metan, których trzy typy pokazano na ryc. 8.

Ryc.8. Trzy rodzaje bakterii metanowych. Źródło: AT Information: Biogas, projekt GTZ Information and Advisory Service on Appropriate Technology (ISAT), Eshborn, Deutschland, 1996

hydroliza

W pierwszym etapie (hydroliza) materia organiczna jest poddawana zewnętrznej fermentacji przez enzymy zewnątrzkomórkowe (włókno, amylaza, proteaza i lipaza) mikroorganizmów. Bakterie rozkładają długie łańcuchy złożonych węglowodorów, białek i lipidów na krótsze łańcuchy.

Fermentacja

Bakterie kwasotwórcze, które biorą udział w drugim etapie powstawania biogazu, rozkładają złożone związki organiczne (błonnik, białka, tłuszcze itp.) na prostsze. Jednocześnie w pożywce fermentacyjnej pojawiają się pierwotne produkty fermentacji - lotne kwasy tłuszczowe, niższe alkohole, wodór, tlenek węgla, kwas octowy, mrówkowy itp. Te substancje organiczne są źródłem pożywienia dla bakterii metanotwórczych, które przekształcają kwasy organiczne w biogaz.

Generacja metanu

Bakterie wytwarzające metan biorące udział w trzecim etapie rozkładają formacje o niskiej masie cząsteczkowej. Wykorzystują wodór, dwutlenek węgla i kwas octowy. W warunkach naturalnych bakterie produkujące metan występują w warunkach beztlenowych, np. pod wodą, na bagnach. Są bardzo wrażliwe na zmiany środowiskowe, dlatego intensywność wydzielania gazu zależy od warunków, jakie są stworzone do życia bakterii metanotwórczych.

Symbioza bakterii

Bakterie metano- i kwasotwórcze oddziałują w symbiozie. Z jednej strony bakterie kwasotwórcze tworzą atmosferę o idealnych parametrach dla bakterii metanotwórczych (warunki beztlenowe, niskocząsteczkowe struktury chemiczne). Z drugiej strony mikroorganizmy wytwarzające metan wykorzystują związki pośrednie bakterii kwasotwórczych. Gdyby taka interakcja nie zachodziła, w reaktorze powstałyby nieodpowiednie warunki dla aktywności obu rodzajów mikroorganizmów.

Parametry i optymalizacja procesu fermentacji

Bakterie kwasotwórcze i metanotwórcze są wszechobecne w przyrodzie, w szczególności w odchodach zwierzęcych. Na przykład układ pokarmowy bydła zawiera komplet mikroorganizmów niezbędnych do fermentacji obornika, a sam proces fermentacji metanowej rozpoczyna się w jelitach. Dlatego obornik bydlęcy jest często wykorzystywany jako surowiec ładowany do nowego reaktora, gdzie do rozpoczęcia procesu fermentacji wystarczą następujące warunki:

• Utrzymanie warunków beztlenowych w reaktorze;
• Zgodność z reżimem temperatury;
• Dostępność składników odżywczych dla bakterii;
• Wybór odpowiedniego czasu fermentacji oraz terminowego załadunku i rozładunku surowców;
• Zgodność z równowagą kwasowo-zasadową;
• Zgodność ze stosunkiem węgla i azotu;
• Dobór właściwej wilgotności surowców;
• Regularne mieszanie;
• Brak inhibitorów procesu.

Parametry te mają różny wpływ na każdy z różnych typów bakterii zaangażowanych w trzy etapy tworzenia metanu. Istnieje również silna współzależność między parametrami (np. czas fermentacji zależy od reżimu temperaturowego), dlatego trudno jest dokładnie określić wpływ każdego czynnika na ilość produkowanego biogazu.

Utrzymanie warunków beztlenowych w reaktorze

Aktywność życiowa bakterii metanotwórczych jest możliwa tylko przy braku tlenu w reaktorze biogazowni, dlatego konieczne jest monitorowanie szczelności reaktora i braku dostępu do tlenu w reaktorze.

Zgodność z reżimem temperatury

Zakres temperatur procesu fermentacji

Utrzymanie optymalnej temperatury jest jednym z najważniejszych czynników w procesie fermentacji. W warunkach naturalnych powstawanie biogazu zachodzi w temperaturze od 0°C do 97°C, jednak uwzględniając optymalizację procesu przetwarzania odpadów organicznych do produkcji biogazu i bionawozów wyróżnia się 3 reżimy temperaturowe:

• O psychofilnym reżimie temperaturowym decydują temperatury do 20 - 25°C;
• Mezofilowy reżim temperaturowy określają temperatury od 25°C do 40°C;
• Reżim temperatury termofilnej określają temperatury powyżej 40°C.

Minimalna średnia temperatura

Stopień bakteriologicznej produkcji metanu wzrasta wraz ze wzrostem temperatury. Ale ponieważ ilość wolnego amoniaku również wzrasta wraz ze wzrostem temperatury, proces fermentacji może spowolnić. Średnio biogazownie bez ogrzewania reaktora wykazują zadowalającą wydajność tylko wtedy, gdy średnia roczna temperatura wynosi około 20°C lub więcej, lub gdy średnia dzienna temperatura osiąga co najmniej 18°C. Przy średnich temperaturach 20-28°C produkcja gazu wzrasta nieproporcjonalnie. Jeżeli temperatura biomasy jest niższa niż 15°C, wydajność gazu będzie tak niska, że ​​biogazownia bez izolacji termicznej i ogrzewania nie będzie już ekonomicznie opłacalna8.

Optymalna temperatura surowca

Informacje dotyczące optymalnego reżimu temperaturowego są różne dla różnych rodzajów surowców, ale na podstawie danych empirycznych instalacji PF „Fluid” działających w Kirgistanie na mieszanym oborniku bydlęcym, trzodowym i ptasim, optymalna temperatura dla mezofilnego reżimu temperaturowego wynosi 36 – 38°C, a dla termofilnych 52 – 55 C. Psychofilne warunki temperaturowe występują w instalacjach bez ogrzewania, w których nie ma kontroli temperatury. Najintensywniejsze uwalnianie biogazu w trybie psychofilnym następuje w temperaturze 23°C.

Zmiany temperatury surowca

Proces biometanizacji jest bardzo wrażliwy na zmiany temperatury. Stopień tej wrażliwości zależy z kolei od zakresu temperatur, w jakich odbywa się obróbka surowców. Podczas procesu fermentacji zmiany temperatury mieszczą się w granicach:

• Reżim temperatury psychofilnej: 2°C na godzinę;
• Reżim temperatury mezofilnej: 1°C na godzinę;
• Reżim temperatury termofilnej: 0,5°C na godzinę.

Tryb termofilny czy mezofilny?

Zaletami procesu fermentacji termofilnej są: zwiększone tempo rozkładu surowca, a co za tym idzie większa wydajność biogazu, a także prawie całkowite zniszczenie bakterii chorobotwórczych zawartych w surowcu.

Wadami rozkładu termofilnego są: duża ilość energii potrzebna do podgrzania surowca w reaktorze, wrażliwość procesu fermentacji na minimalne zmiany temperatury oraz nieco gorsza jakość otrzymywanych bionawozów.

W mezofilnym trybie fermentacji zachowany jest wysoki skład aminokwasowy bionawozów, ale dezynfekcja surowców nie jest tak kompletna jak w trybie termofilnym.

Składniki odżywcze

Do wzrostu i aktywności życiowej bakterii metanowych niezbędna jest obecność organicznych i mineralnych składników pokarmowych w surowcu. Oprócz węgla i wodoru tworzenie bionawozów wymaga odpowiedniej ilości azotu, siarki, fosforu, potasu, wapnia i magnezu oraz pewnej ilości pierwiastków śladowych - żelaza, manganu, molibdenu, cynku, kobaltu, selenu, wolframu, niklu i inni. Zwykły surowiec organiczny - obornik zwierzęcy zawiera wystarczającą ilość powyższych pierwiastków.

Czas fermentacji

Optymalny czas rozkładu zależy od dawki obciążającej reaktor oraz temperatury procesu rozkładu. W przypadku wybrania zbyt krótkiego czasu fermentacji, po wyrzuceniu przefermentowanej biomasy bakterie są wypłukiwane z reaktora szybciej niż mogą się namnażać i proces fermentacji praktycznie zatrzymuje się. Zbyt długa ekspozycja surowców w reaktorze nie spełnia celów uzyskiwania jak największej ilości biogazu i bionawozów przez określony czas.

Czas realizacji reaktora

Przy określaniu optymalnego czasu trwania fermentacji używa się terminu „czas obrotu reaktora”. Czas postoju reaktora to czas, w którym świeża pasza załadowana do reaktora jest przetwarzana i wyładowywana z reaktora.

W przypadku systemów z ciągłym ładowaniem średni czas rozkładu jest określany przez stosunek objętości reaktora do dziennej objętości surowca. W praktyce czas postoju reaktora dobierany jest w zależności od temperatury fermentacji i składu surowca w następujących przedziałach:

• Psychofilny reżim temperaturowy: od 30 do 40 lub więcej dni;
• Reżim temperatury mezofilnej: od 10 do 20 dni;
• Reżim temperatury termofilnej: od 5 do 10 dni.

Dzienna dawka załadunku surowców

Dobowa dawka załadunku surowców jest zdeterminowana czasem postoju reaktora i wzrasta wraz ze wzrostem temperatury w reaktorze. Jeżeli czas obrotu reaktora wynosi 10 dni, wówczas dzienny udział ładunku wyniesie 1/10 całkowitej objętości załadowanego surowca. Jeżeli czas postoju reaktora wynosi 20 dni, wówczas dzienny udział w ładunku wyniesie 1/20 całkowitej objętości załadowanego surowca. W przypadku elektrowni działających w trybie termofilowym frakcja obciążenia może wynosić do 1/S całkowitego obciążenia reaktora.

Czas przetwarzania surowca

Wybór czasu fermentacji zależy również od rodzaju przetwarzanego surowca. Dla następujących rodzajów surowców przetwarzanych w mezofilnych warunkach temperaturowych czas, w którym uwalniana jest największa część biogazu wynosi w przybliżeniu:

• Gnojowica bydlęca: 10 -15 dni;
• Gnojowica świńska: 9 -12 dni;
• Gnojowica drobiowa: 10-15 dni;
• Obornik zmieszany z odpadami roślinnymi: 40 - 80 dni.

Równowaga kwasowo-zasadowa pH

Bakterie produkujące metan są najlepiej przystosowane do życia w warunkach obojętnych lub lekko zasadowych. W procesie fermentacji metanowej drugim etapem produkcji biogazu jest aktywna faza bakterii kwaśnych. W tym czasie poziom pH spada, czyli środowisko staje się bardziej kwaśne.

Jednak podczas normalnego przebiegu procesu aktywność życiowa różnych grup bakterii w reaktorze jest równie wydajna, a kwasy są przetwarzane przez bakterie metanowe. Optymalna wartość pH waha się w zależności od surowca od 6,5 do 8,5.

Poziom równowagi kwasowo-zasadowej możesz zmierzyć za pomocą papierka lakmusowego. Wartości równowagi kwasowo-zasadowej będą odpowiadały barwie, jaką uzyska papier po zanurzeniu go w fermentującym surowcu.

Stosunek węgla i azotu

Jednym z najważniejszych czynników wpływających na przebieg fermentacji metanowej jest stosunek węgla i azotu w surowcu. Jeśli stosunek C/N będzie zbyt wysoki, wówczas brak azotu będzie czynnikiem ograniczającym proces fermentacji metanowej. Jeśli ten stosunek jest zbyt niski, powstaje tak duża ilość amoniaku, że staje się on toksyczny dla bakterii.

Mikroorganizmy potrzebują zarówno azotu, jak i węgla, aby zasymilować się w swojej strukturze komórkowej. Różne eksperymenty wykazały, że wydajność biogazu jest największa przy stosunku węgla do azotu od 10 do 20, gdzie optymalna wartość zmienia się w zależności od rodzaju surowca. W celu uzyskania wysokiej produkcji biogazu praktykowane jest mieszanie surowców w celu uzyskania optymalnego stosunku C/N.

Tabela 2. Stosunek azotu i stosunek węgla do azotu dla materii organicznej

Dobór odpowiedniej wilgotności surowca

Niezakłócony metabolizm w surowcu jest warunkiem wysokiej aktywności bakterii. Jest to możliwe tylko wtedy, gdy lepkość surowca pozwala na swobodny przepływ bakterii i pęcherzyków gazu między cieczą a zawartymi w niej ciałami stałymi. W odpadach rolniczych znajdują się różne cząstki stałe.

Ciała stałe i sucha masa w surowcach

Cząsteczki stałe, takie jak: piasek, glina itp. powodują powstawanie osadów. Lżejsze materiały unoszą się na powierzchnię surowca i tworzą na jego powierzchni skorupę. Prowadzi to do zmniejszenia produkcji gazu. Dlatego zaleca się staranne rozdrobnienie resztek roślinnych (słomy, resztek itp.) przed załadunkiem do reaktora i dążenie do braku części stałych w surowcu.

Zawartość suchej masy określa się na podstawie wilgotności obornika. Przy wilgotności 70% surowiec zawiera 30% części stałych. Przybliżone wartości wilgotności obornika i odchodów (obornika i moczu) dla różnych gatunków zwierząt podano w tabeli 4.

Tabela 3. Ilość i wilgotność obornika i odchodów na 1 zwierzę

Wilgotność surowców ładowanych do reaktora roślinnego musi wynosić co najmniej 85% zimą i 92% latem. W celu uzyskania prawidłowej wilgotności surowca obornik zwykle rozcieńcza się gorącą wodą w ilości określonej wzorem: RH = LF ((B2 - B1): (100 - B2)), gdzie H to ilość załadowanego obornika, B1 to początkowa wilgotność obornika, B2 to wymagana wilgotność surowców, RH - ilość wody w litrach. Tabela pokazuje wymaganą ilość wody do rozcieńczenia 100 kg obornika do wilgotności 85% i 92%.

Tabela 4. Ilość wody do uzyskania wymaganej wilgotności na 100 kg obornika

Regularne mieszanie

Dla wydajnej pracy biogazowni i utrzymania stabilności procesu fermentacji surowców wewnątrz reaktora niezbędne jest okresowe mieszanie. Głównymi celami mieszania są:

• uwolnienie wyprodukowanego biogazu;
• mieszanie świeżego podłoża i populacji bakterii (szczepienie);
• zapobieganie tworzeniu się skorupy i osadu;
• zapobieganie powstawaniu obszarów o różnych temperaturach wewnątrz reaktora;
• zapewnienie równomiernego rozmieszczenia populacji bakterii;
• zapobieganie powstawaniu pustych przestrzeni i nagromadzeń, które zmniejszają efektywną powierzchnię reaktora.

Przy wyborze odpowiedniej metody i sposobu mieszania należy wziąć pod uwagę, że proces fermentacji to symbioza pomiędzy różnymi szczepami bakterii, czyli bakterie jednego gatunku mogą stanowić pożywkę dla innego gatunku. Kiedy społeczność się rozpada, proces fermentacji będzie bezproduktywny, dopóki nie powstanie nowa społeczność bakterii. Dlatego zbyt częste lub długotrwałe i intensywne mieszanie jest szkodliwe. Zaleca się powolne mieszanie surowców co 4 - 6 godzin.

Inhibitory procesu

Sfermentowana masa organiczna nie powinna zawierać substancji (antybiotyków, rozpuszczalników itp.), które niekorzystnie wpływają na aktywność życiową mikroorganizmów. Niektóre substancje nieorganiczne nie przyczyniają się do „pracy” mikroorganizmów, dlatego np. nie da się wykorzystać wody pozostałej po praniu odzieży syntetycznymi detergentami do rozcieńczania obornika.

Nawet jeśli do produkcji biogazu nie stosuje się materiałów toksycznych, zbyt wysokie stężenie poszczególnych substancji lub soli kuchennej może opóźnić rozwój bakterii, a tym samym produkcję biogazu. Górna granica niektórych najbardziej powszechnych substancji nieorganicznych jest podana w tabeli 5.

Tabela 5. Granice opóźnień dla popularnych inhibitorów nieorganicznych

Rodzaje surowców

Obornik bydlęcy

Obornik bydlęcy jest najbardziej odpowiednim surowcem do przetwarzania w biogazowniach, ponieważ bakterie produkujące metan są już obecne w żołądku bydła. Jednorodność obornika bydlęcego pozwala nam polecić go do stosowania w zakładach fermentacji ciągłej.

Zwykle świeży obornik miesza się z wodą i wybiera się z niego niestrawioną słomę, aby zapobiec osadom i skorupom. Mocz bydlęcy znacznie zwiększa ilość produkowanego biogazu, dlatego zaleca się budowanie ferm z betonową podłogą i bezpośrednim odprowadzaniem odchodów do mieszalnika.

Gnojowica świńska

Podczas trzymania świń w kojcach i boksach bez utwardzonej powierzchni (beton, drewno itp.) można stosować wyłącznie obornik. Należy go rozcieńczyć wodą w celu uzyskania odpowiedniej konsystencji do przetwórstwa. Obornik rozcieńczony wodą musi osadzić się w zbiorniku, aby znajdujący się w nawozie piasek i drobne kamienie osiadły i nie dostały się do reaktora. W przeciwnym razie piasek i ziemia dostające się do reaktora będą gromadzić się na dnie reaktora i będą wymagać częstego czyszczenia. Podobnie jak w przypadku obornika bydlęcego zaleca się budowę ferm z posadzkami betonowymi i bezpośrednim zrzutem odchodów do pojemnika do mieszania surowców.

Obornik owiec i kóz

W przypadku owiec i kóz trzymanych bez nawierzchni sytuacja jest podobna do opisanej w przypadku obornika świńskiego. Ponieważ gospodarstwo kóz jest praktycznie jedynym miejscem, w którym można zebrać wystarczającą ilość obornika, i to tylko pod warunkiem ściółki ze słomy, surowiec do biogazowni to głównie mieszanka obornika i słomy. Większość instalacji przetwarzających takie surowce pracuje w trybie wsadowym, w którym mieszanina obornika, słomy i wody jest ładowana bez wcześniejszego przygotowania i pozostaje w reaktorze dłużej niż czysty obornik.

Ryc.9. Trzymanie świń na farmie z betonową podłogą. Zdjęcie: Vedenev A.G., OF "Fluid"

Odchody z kurczaka

Do przetwarzania obornika kurzego zaleca się trzymanie ptaków w klatkach lub zainstalowanie grzędy na ograniczonym obszarze odpowiednim do zbierania obornika. W przypadku chowu podłogowego ptaków udział piasku, trocin, słomy w ściółce będzie zbyt duży. Należy wziąć pod uwagę możliwe problemy i czyścić reaktor częściej niż podczas pracy z innymi rodzajami surowców.

Obornik kurzy dobrze łączy się z obornikiem bydlęcym i można go przetwarzać razem z nim. W przypadku stosowania czystych ptasich odchodów jako surowca istnieje ryzyko wysokiego stężenia amoniaku. Może to prowadzić do niskiej wydajności instalacji.

Kał

W przypadku przetwarzania odchodów w biogazowniach toalety powinny być tak zaprojektowane, aby odchody były spłukiwane niewielką ilością wody. Należy zadbać o to, aby do toalety nie dostała się woda z innych źródeł, a ilość spłukiwanej wody ograniczyć do 0,S - 1 litr wody, aby zapobiec nadmiernemu rozcieńczeniu surowców.

Ryc.10. Łączne przetwarzanie odchodów w biogazowni c. Białowodskoje. Zdjęcie: Vedenev A.G., OF "Fluid"

Wydajność gazu i zawartość metanu

Wydajność gazu jest zwykle obliczana w litrach lub metrach sześciennych na kilogram suchej masy zawartej w oborniku. W tabeli przedstawiono wartości uzysku biogazu z kilograma suchej masy dla różnych rodzajów surowców po 10-20 dniach fermentacji, gdy instalacja pracuje w trybie mezofilnym.

Aby określić uzysk biogazu ze świeżego surowca za pomocą tabeli, należy najpierw określić zawartość wilgoci w świeżym surowcu. Aby to zrobić, możesz wysuszyć kilogram świeżego obornika i zważyć suchą pozostałość. Wilgotność obornika w procentach można obliczyć ze wzoru: (1 - masa wysuszonego obornika) × 100%.

Tabela 6. Wydajność biogazu i zawartość metanu w nim przy zastosowaniu różnych rodzajów surowców

Oblicz, ile świeżego obornika o określonej wilgotności odpowiada 1 kg suchej masy w następujący sposób: odejmij wilgotność obornika w procentach od 100, a następnie podziel 100 przez tę wartość: 100: (100% - wilgotność w% ).

Przykład 1: jeśli stwierdzisz, że zawartość wilgoci w oborniku bydlęcym używanym jako surowiec wynosi 85%, wówczas 1 kilogram suchej masy będzie odpowiadał 100:(100 - 85) = około 6,6 kilograma świeżego obornika. Oznacza to, że z 6,6 kilograma świeżego obornika otrzymujemy 0,2S0 - 0,320 m3 biogazu, az 1 kilograma świeżego obornika bydlęcego możemy uzyskać 6,6 razy mniej: 0,037 - 0,048 m3 biogazu.

Przykład 2: Określiłeś wilgotność obornika świńskiego - 80%, więc 1 kilogram suchej masy będzie równy 5 kilogramom świeżego obornika świńskiego. Z tabeli wiemy, że 1 kilogram suchej masy (lub 5 kg świeżego obornika) uwalnia 0,340 - 0,S80 m biogazu. Oznacza to, że z 1 kilograma świeżego obornika wieprzowego uwalnia się 0,068 - 0,116 m3 biogazu.

Przybliżone wartości

Jeżeli znana jest masa dziennego świeżego obornika, to dzienny uzysk biogazu w warunkach Kirgistanu będzie w przybliżeniu następujący:

• 1 tona obornika bydlęcego 25-30 m3 biogazu;
• 1 tona obornika świńskiego 50 - 70 m3 biogazu;
• 1 tona ptasich odchodów 50 - 60 m3 biogazu.

Należy pamiętać, że przybliżone wartości podane są dla gotowych surowców o wilgotności 85% - 92%.

Waga biogazu

Masa objętościowa biogazu wynosi 1,2 kg na 1 m3, dlatego przy obliczaniu ilości otrzymanego nawozu należy ją odjąć od ilości przetworzonych surowców.

Przy przeciętnym dziennym załadunku 55 kg surowców z jednej sztuki bydła i dziennej produkcji biogazu 1,5 - 2,0 m3 na sztukę żywego inwentarza masa surowców zmniejszy się o 4 - 5% podczas przetwarzania w biogazowni.

Problem ze skórką

Jeśli obserwuje się dużą ilość gazu, ale nie jest on wystarczająco palny, często oznacza to, że na powierzchni wsadu w reaktorze utworzyła się piana lub skorupa. Jeśli ciśnienie gazu jest bardzo niskie, może to również oznaczać, że utworzyła się skorupa blokująca rurę gazową. Konieczne jest usunięcie skorupy z powierzchni surowca w reaktorze.

Usuwanie skórki

Cechą skorupy, która tworzy się na powierzchni surowca w reaktorze biogazowni jest to, że nie jest ona krucha, lecz lepka iw krótkim czasie może stać się bardzo twarda. Aby go zniszczyć, musisz utrzymywać go w stanie wilgotnym. Oznacza to, że skorupę można zalać wodą lub opuścić do surowca.

Sortowanie surowców

Słoma, trawa, źdźbła trawy, a nawet po prostu zaschnięty obornik unoszą się na powierzchnię surowca, podczas gdy substancje suche i mineralne osadzają się na dnie reaktora i z czasem mogą zamknąć otwór wylotowy lub zmniejszyć powierzchnię roboczą reaktora . Przy odpowiednio przygotowanych surowcach o niezbyt dużej zawartości wody problem ten nie występuje.

Gotowe surowce

Podczas stosowania świeżego obornika bydlęcego nie ma problemu ze skorupą. Problemy pojawiają się, gdy w surowcu występują stałe i nierozłożone substancje organiczne. Przed budową zakładu należy sprawdzić paszę dla zwierząt i obornik pod kątem możliwości przetworzenia w reaktorze. Konieczne może być dokładne rozdrobnienie paszy iw takim przypadku lepiej wcześniej obliczyć dodatkowe koszty. Problem zawartości suchej masy w surowcach jest znacznie poważniejszy w przypadku obornika świńskiego i drobiu. Piasek dziobany przez kury i pióra w odchodach sprawiają, że ptasie odchody są trudnym surowcem.

Skład surowców

Badania składu chemicznego surowców przed przetworzeniem w biogazowniach prowadzili naukowcy z zagranicy iz Kirgistanu.

Tabela 7. Skład surowców przed przetworzeniem w biogazowni

wytrzymałość

Lepkość surowca podczas przetwarzania jest zauważalnie zmniejszona, ponieważ ilość substancji stałych (słomy itp.) jest zmniejszona o 50% w wyniku fermentacji w stabilnych warunkach.

zapach

Bionawóz ma znacznie mniej intensywny zapach niż zapach zastosowanych surowców (obornik, mocz). Przy wystarczającym czasie fermentacji prawie wszystkie substancje zapachowe są całkowicie przetworzone.

Składniki odżywcze

O właściwościach odżywczych bionawozu decyduje ilość zawartych w nim substancji organicznych i pierwiastków chemicznych. Wszystkie składniki odżywcze dla roślin, takie jak azot, fosfor, potas i magnez, a także pierwiastki śladowe i witaminy niezbędne do wzrostu roślin są magazynowane w bionawozie. Stosunek węgla i azotu (około 1:15) ma korzystny wpływ na jakość gleby. Tabela 8 przedstawia przybliżoną zawartość składników odżywczych w bionawozie.

Tabela 8. Zawartość pierwiastków w bionawozie (gramy na kg suchej masy)

Fosforan i potas

Zawartość fosforanów (forma fosforu pobierana bezpośrednio przez rośliny) nie zmienia się podczas fermentacji surowców. W tej formie około 50% całkowitej zawartości fosforu może zostać wchłonięte przez rośliny. Fermentacja nie wpływa na zawartość potasu, którego od 75 do 100% może być pobierane przez rośliny.

azot

W przeciwieństwie do fosforanów i potasu, część azotu zmienia się podczas fermentacji. Około 75% azotu zawartego w świeżym oborniku staje się częścią makrocząsteczek organicznych, pozostałe 25% występuje w formie mineralnej. Po przetworzeniu w biogazowni około 50% azotu w bionawozie jest w formie organicznej, a 50% w formie mineralnej. Azot mineralny może być bezpośrednio pobierany przez rośliny, podczas gdy azot organiczny musi najpierw zostać zmineralizowany przez mikroorganizmy glebowe.

Autorzy: Vedenev A.G., Vedeneva T.A.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Dzieci rozwiedzionych rodziców częściej chorują 27.08.2017 Naukowcy z Carnegie Mellon University badali, jak pewne aspekty życia dzieci po rozwodzie rodziców wpływają na ich zdrowie w dłuższej perspektywie. Okazało się, że dorośli, których rodzice rozwiedli się, gdy byli dziećmi, a następnie nie komunikowali się, byli trzykrotnie bardziej narażeni na przeziębienie, gdy byli celowo narażeni na pospolity wirus, niż dorośli, których rodzice, mimo że rozwiedzeni, nadal się komunikowali. Najwyraźniej było to wynikiem osłabienia układu odpornościowego. „Wczesne stresujące doświadczenia wpływają na naszą fizjologię i procesy zapalne, co zwiększa ryzyko złego stanu zdrowia i chorób przewlekłych” – powiedział Michael Murphy. „Nasza praca jest krokiem naprzód w zrozumieniu, w jaki sposób stres w dzieciństwie w rodzinie może wpływać na podatność dziecka na choroby za 20-40 lat”. W badaniu 201 zdrowych dorosłych zostało poddanych kwarantannie i wystawionych na działanie wirusa przeziębienia, a następnie monitorowano przez pięć dni, aby sprawdzić, czy u uczestników rozwinęła się choroba układu oddechowego. Wyniki pokazały, że dorośli, których rodzice mieszkali osobno i nigdy nie rozmawiali ze sobą, gdy uczestnicy byli jeszcze dziećmi, byli ponad trzykrotnie bardziej narażeni na przeziębienie niż dzieci z nienaruszonych rodzin. Zwiększone ryzyko było częściowo spowodowane bardziej aktywnymi procesami zapalnymi, które wystąpiły w odpowiedzi na infekcję wirusową. Ponadto ci, których rodzice, choć mieszkający osobno, nadal się komunikowali, nie wykazywali zwiększonego ryzyka w porównaniu z dziećmi z rodzin nienaruszonych. „Nasze wyniki wskazują, że układ odpornościowy jest ważnym czynnikiem przyczyniającym się do długotrwałych negatywnych skutków wczesnych konfliktów małżeńskich" – powiedział profesor psychologii z Carnegie Mellon University, Sheldon Cohen. Komunikacja między rodzicami tworzy rodzaj buforu dla szkodliwych skutków rozwodu.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Systemy Nvidia AI dla placów budowy

▪ Najrzadsze połączenie koloru włosów i oczu

▪ Co można zarazić jedząc sushi

▪ Płytki krwi w rurociągu naftowym

▪ Opaska biometryczna z GPS

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Wykrywacze metali. Wybór artykułu

▪ Artykuł Kupidyna. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Kiedy udomowiono psy? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pikantna góra. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Jak nakręcić prędkościomierz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Chłodzenie karty graficznej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024