ЛАВРУХИНА О.С. СТИМУЛЯТОРЫ ВЫРАБОТКИ БИОГАЗА


ЛАВРУХИНА О.С. СТИМУЛЯТОРЫ ВЫРАБОТКИ БИОГАЗА


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
// Современные научные исследования и инновации. 2012. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2012/05/13035 (дата обращения: 04.06.2017).

Лаврухина О.С. магистр группы Смг-310

«Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

 

В настоящее время уделяется огромное внимание развитию альтернативной энергетики, в частности экономии топливно-энергетических ресурсов. Одним из альтернативных источников энергии является биогаз, перспективу экономии которого мы рассмотрим ниже. На сегодняшний день, для достижения этой цели, возможно использование добавок или кавитационных деструкторов биомассы. Оба эти способа увеличивают выход конечного продукта.

Производители различных добавок (под добаками в данном случае понимается смесь из энзимов, пробиотиков и микроэлементов), применение которых обещает увеличение выхода биогаза от 20 до 40% без изменений конструкции биогазовой станции, упрощение работы оператора за счет стабилизации процесса; повышение содержания метана в биогазе. С их применением извлекается весь биогаз в реакторе основного брожения без этапа дображивания. На биогазовых установках в Германии добавки применяются уже около 4 лет и дают гарантированный выход биогаза до 45%. Примерная их стоимость составляет порядка 42 EUR/кг, при расходе 1-2 кг/сут для биогазовой электрической станции, мощностью 1 МВт.

Простимулировать выход биогаза можно с помошью кавитационных (кавитация – образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков или каверн), заполненных газом, паром или их смесью) деструкторов биомассы. Их работа отличается универсальностью применения в отношении исходного сырья, а также компактностью и очень высоким рабочим ресурсом. Специально спроектированная конструкция деструктора позволяет использовать разрушительный эффект кавитации для придания исходному сырью однородной и гомогенной массы. Под воздействием направленной и управляемой кавитации, в биологическом сырье рвутся сложные связи волокон органических веществ на молекулярном уровне (лигнин, целлюлоза). Как следствие этого процесса дисперсность биологического сырья значительно увеличивается, и его частицы уменьшаются в размерах до 0,1-8 мкм. Таким образом, всем штаммам бактерий участвующих в процессе образования биогаза, на всех его этапах, становится легче разлагать биогенные материалы, т.к. их однородная структура разрушена и соответственно увеличивается площадь покрытия бактериями биологического сырья.

Существует два вида деструкторов биомассы: на базе ультразвукового и гидродинамического оборудования.

Отдельно, в качестве катализаторов биогаза, хочется отметить вещества – стимуляторы брожения, исследованные научной группой Казанского института им. Арбузова для увеличения продуктивности выработки биогаза . Ими стали зеленая масса растения амарант и ростостимулирующий препарат мелафен. Начал работу с амарантом академик Александр Коновалов, более 15 лет назад. Амарант – культура XXI века. Это ценное пищевое, кормовое и лекарственное растение. К тому же это растение очень красиво, его используют в декоративных целях. Согласно наблюдениям животноводов скот нельзя кормить сеном, состоящим из одного амаранта, поскольку он вызывает специфическую реакцию – у животного в желудочно-кишечном тракте начинает интенсивно выделяться газ, и это приводит к вздутию кишечника. Возможно, исходя именно из этих наблюдений, и возникло в изучении амаранта новое направление – стимуляция выработки биогаза. Амарант резко сокращает подготовительную, непродуктивную фазу. А при использовании малоценных субстратов (например, пивной дробины), добавка амаранта может увеличить содержание горючего компонента метана в газе в десять и более раз. Амарантовый жом, являющийся более дешевым, из которого извлечено большинство ценных веществ, – тоже простимулировал выделение газа.

Мелафен – это синтетический ростостимулирующий препарат, который впервые в стенах института получил химик Саитгарей Фаттахов. Это вещество усиливает рост сельскохозяйственных растений, а также микроорганизмов. Метан выделяется именно бактериями. В результате здесь тоже наблюдалась стимуляция – с мелафеном содержание метана в газе достигает 75%. Причем действует мелафен в сверхмалых дозах.

Важнейшим выводом работы молодых ученых является вывод об универсальности действия амаранта и мелафена, который основывается на удачной попытке стимулировать амарантом и мелафеном не только метановое, но и спиртовое брожение(4).

Подводя итог, хочется отметить значимость разработок, связанных с альтернативными источниками энергии для экономики целом. Сейчас уже нет человека, который не был бы знаком с такими понятиями, как биогаз, солнечная энергия, энергия ветра, света и т.д. Хотя, впервые значимость развития возобновляемых источников энергии на международном уровне была отмечена в резолюции Генеральной Ассамблеи ООН №33/148 еще в 1978 г., там же был приведен список возобновляемых источников энергии. Стоит признать, что Россия отстает от стран Европы по внедрению энергосберегающих технологий. По данным различных интернет-изданий, ведущее место в мире по производству и использованию биогаза занимает Дания (18% биогаза в общем энергобалансе). По количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 8000 тыс. шт. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом. Больше всего малых биогазовых установок находится в Китае — более 10 млн. (на конец 1990-х). Они производят около 7 млрд. м³ биогаза в год, что обеспечивает топливом примерно 60 млн. крестьян. В Индии с 1981 года было установлено 3,8 млн. малых биогазовых установок. Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берн, Базель, Женева, Люцерн и Лозанна. Россия же ежегодно накапливает до 300 млн. т в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн. т в сельскохозяйственном производстве, 50 млн. т в виде бытового мусора. Эти отходы являются сырьём для производства биогаза. Потенциальный объём ежегодно получаемого биогаза может составить 90 млрд. м³.

 

Статья составлена по следующим данным:

 

  1. Материал из Википедии  http://ru.wikipedia.org
  2. Статья из источника. http://www.zorgbiogas.ru
  3. Цит.по: резолюция 33-й сессии Генеральной Ассамблеи ООН о созыве Конференции ООН по новым и возобновляемым источникам энергии.

http://www.un.org/ru/ga/33/docs/33res.shtml



Все статьи автора «Olga Lavruhina»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: