Как добиться эффективности работы биогенератора. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Для эффективной работы установки, производящей биогаз, кроме строго анаэробной среды, придется соблюдать ряд требований. Во-первых, поддерживать в реакторе оптимальные температурный и кислотный режимы. Во-вторых, постоянно следить за наличием питательных веществ в сбраживаемой среде, обеспечивая низкое содержание в данной среде веществ-ингибиторов, то есть веществ, препятствующих жизнедеятельности микроорганизмов.

Вообще-то образование метана идет в достаточно широком интервале температур (8-60°C), при этом при определенных температурах в процессе сбраживания участвуют определенные виды бактерий.

Обычно различают три характерных уровня температур, предпочтительных для отдельных видов бактерий. Психрофильный режим идет при температуре 8-20°C, мезофильный - при 30-40°C, термофильный - при 45-60°C. Более производительны термофильный и мезофильный режимы сбраживания, однако все три режима имеют как свои преимущества, так и недостатки. Режимы с более высокими температурами требуют больших затрат энергии на поддержание оптимальной температуры, зато благодаря сокращению продолжительности сбраживания удается значительно сократить объем биореактора и таким образом увеличить производительность биогазовой установки.

Однако часто поддержание в биомассе высоких температур на практике связано с большими затратами энергии на обогрев и терморегуляцию биореакторов, что в свою очередь значительно удорожает процесс получения биогаза. Так, стоимость энергии, необходимой для подогрева содержимого бродильной камеры при термофильном сбраживании, настолько велика, что превышает всякие выгоды, связанные с более быстрым, чем в других случаях, сбраживанием. Отсюда следует, что в условиях домашнего хозяйства практическое значение имеет только мезофильное (30-40°C) или психрофильное (8- 20°C) метановое сбраживание.

Для нормального протекания брожения необходима слабощелочная реакция среды (рН=6,7-7,6). При оптимальной (ровной) активности кислотообразующих и метановых бактерий (то есть при установившемся процессе брожения) значение рН поддерживается в желательных пределах "автоматически". Однако иногда кислотообразующие бактерии начинают размножаться быстрее, чем метановые, из-за чего концентрация летучих жирных кислот в бродильной камере возрастает и происходит так называемое "закисление", в результате чего выход биогаза снижается, а кислотность биомассы увеличивается. В этом случае в содержимое биореактора следует добавить горячую воду, известковое молоко, соду. При нарушении баланса между азотом и углеродом его восстанавливают добавлением в биомассу коровьей мочи.

Основой беспрепятственного размножения анаэробных бактерий служит, естественно, наличие питательных веществ в сбраживаемой среде. И почти все питательные вещества, необходимые для роста метановых бактерий, содержат экскременты животных, являющиеся основным сырьем для производства биогаза. Разнообразие видового состава метанообразующих бактерий позволяет использовать практически все виды жидких и твердых органических отходов. Но лучшая органическая масса для получения биогаза - навоз крупного рогатого скота в смеси с растительными остатками (влажность биомассы не менее 85-90%).

Сбраживаемая органическая масса не должна содержать веществ (антибиотики, растворители и т. п.), отрицательно влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов. Не способствуют "работе" микроорганизмов и некоторые не" органические вещества, поэтому нельзя, например, использовать для разбавления навоза воду, оставшуюся после стирки синтетическими моющими средствами.

Выработка биогаза зависит и от многих других причин. Например, на поверхности органической массы периодически образуются плавающая корка, мешающая выходу биогаза. Поэтому ее необходимо устранить, перемешивая содержимое биореактора 1-2 раза в сутки. Перемешивание способствует также равномерному распределению температуры и кислотности в биомассе, находящейся в камере сбраживания.

Для полного разложения органического вещества, как правило, необходимо длительное время. А при этом продолжительность сбраживания, учитывая присущую данному виду отходов скорость разложения, зависит от требуемой степени разложения органического вещества. Обычно максимальный выход биогаза и лучшие по качеству удобрения наблюдаются при разложении органического вещества (навоза) до 30-33%. Заметим, что при пребывании биомассы в биореакторе в течении 14-15 дней полнота ее разложения составляет 25%.

При непрерывном способе сбраживания, когда выгрузка определенного объема "отработавшего" в реакторе органического вещества происходит одновременно с загрузкой такого же объема свежего материала, выделяется наибольшее количество биогаза, и при такой организации процесса для малогабаритных биогазовых установок в приусадебных хозяйствах доза ежесуточной загрузки обычно не превышает 4-5% полезного объема камеры сбраживания.

Автор: Шомин А.А.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Невесомая карбоновая батарея 14.07.2024 Современные технологии не стоят на месте, и очередным шагом на пути к созданию более легких и эффективных устройств стала разработка компании Sinonus - аккумулятор из углеродного волокна. Этот инновационный материал может значительно снизить вес автомобилей, дронов, самолетов и других устройств, делая их легче на 50%. Основное преимущество карбонового аккумулятора заключается в том, что углерод здесь выполняет сразу две функции. Он служит не только как структурный компонент, но и как источник энергии, устраняя необходимость в дополнительных тяжелых батареях. До этого момента попытки создать подобные элементы либо обеспечивали хорошие механические свойства, либо хорошие электрические свойства. Но исследователям Sinonus удалось создать структурную батарею с конкурентоспособной емкостью хранения энергии и высокой жесткостью. Использование углеродного волокна позволяет создать более легкие и эффективные электромобили с увеличенным запасом хода, а также более легкие самолеты с меньшим расходом топлива. Генеральный директор Sinonus, Маркус Зеттерстрем, отметил, что инновационный композит из углеродного волокна увеличивает емкость аккумуляторов без увеличения веса или объема, что позволяет оптимизировать вес и объем системы, сохраняя или даже улучшая емкость аккумулятора. На данный момент плотность энергии нового материала составляет 25-50% от плотности обычного литий-ионного аккумулятора. В карбоновой батарее углеродное волокно используется одновременно как электрод, проводник и несущий материал. Несмотря на то, что структурные батареи пока не могут достичь того же уровня эффективности, что и традиционные литий-ионные аккумуляторы, они позволяют оптимизировать транспортные средства на уровне системы благодаря сочетанию веса, прочности, жесткости и электрохимических свойств. Кроме того, более низкая плотность энергии структурных батарей делает их более безопасными. Они не содержат летучих веществ, что значительно снижает риск возгорания или взрыва, характерный для традиционных аккумуляторов. Компания Sinonus уже успешно продемонстрировала жизнеспособность своей технологии, заменив батарейки типа ААА в маломощных устройствах. В настоящее время компания сосредоточена на расширении масштабов применения этой технологии для более крупных устройств, таких как электромобили, беспилотные летательные аппараты (БПЛА) и самолеты. Sinonus активно сотрудничает с отраслевыми партнерами, чтобы ускорить интеграцию нового материала в производственные процессы. Разработка карбонового аккумулятора от компании Sinonus открывает новые горизонты в области аккумуляторных технологий. Уменьшение веса и увеличение эффективности устройств могут привести к значительному прогрессу в транспортной и авиационной индустриях, а также в других областях, где важны легкость и надежность. В будущем это может изменить наше представление о возможности использования электрических устройств, делая их более удобными, безопасными и экологичными.

Другие интересные новости:

▪ Зарядка электромобиля за 10 минут

▪ Мозг собаки реагирует на выражение лица хозяина

▪ Боевой лазер третьего поколения

▪ Кошачий язык вдохновляет ученых на новые открытия

▪ Головная боль от мороженого

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Чудеса природы. Подборка статей

▪ статья Концепции современного естествознания. Конспект лекций

▪ статья Почему у птиц есть перья? Подробный ответ

▪ статья Питание в пустыне. Советы туристу

▪ статья Регулируемая лампа-вспышка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Перебрасывание карт из руки в руку. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025