Математическое моделирование продуцирования метана в процессе ферментации

Предложена математическая модель для исследования ферментативного процесса продуцирования метана при изменении содержания уксусной кислоты в ферментере, которая образуется в процессе метаногенеза. В основе расчета математической модели принят реактор с режимом идеального смешивания. Предложено в качестве сырья для продуцирования метана микроорганизмами использовать смесь помета домашней птицы и отходов кукурузы. Процесс ферментации проводили в анаэробных условиях при температуре 372 С. Содержание метана в биогазе и концентрацию уксусной кислоты определяли методами хроматографии. Установлено, что при использовании соотношения сухой массы куриного помета и кукурузы 60:40 выход биогаза был максимальным и концентрация метана в нем достигала 56 %. Продуцирование метана микроорганизмами имеет периодическую зависимость от концентрации уксусной кислоты, которая образуется в процессе утилизации отходов. Концентрация уксусной кислоты в среде влияет на значение рН и, соответственно, на выход метана. Сравнение результатов расчета на основе математической модели показывает удовлетворительное соответствие экспериментальным данным в пределах инженерной погрешности.

Год издания: 
2014
Номер: 
3
УДК: 
662.659:606:628:543.2:543.5:004.942
С. 21–25., Іл. 4. Бібліогр.: 8 назв.
Литература: 

1. S. Luostarinen et al., “Overview of Biogas Technology”, Overview of Biogas Technology. Baltic manure WP6 Energy potentials, 2011, p. 47.
2. Гелетуха Г.Г., Кучерук П.П., Матвеєєв Ю.Б. Перспективи виробництва та використання біогазу в Україні. Аналітична записка БАУ № 4, 2013. — 22 с. — [Електронний ресурс]. — http://www.uabio.org/img/files/docs/ position-paper-uabio-4-ua.pdf
3. S. Pender, et al., “Long-term effects of operating temperature and sulphate addition on the methanogenic community structure of anaerobic hybrid reactors”, Water Res., vol. 38, no. 3, pp. 619—630, 2004.
4. Биология метанобразующих и метанокисляющих микроорганизмов / Ю.Р. Малашенко, Ю. Хайер, У. Бергер та ін. — К.: Наук. думка, 1993. — 255 с.
5. M. Gerber, R. Span, “An analysis of available mathematical models for anaerobic digestion of organic substances for production of biogas”, Chair of Thermodynamics Germany, 2008, р. 30.
6. Иономер лабораторный И-160 МИ. Руководство по эксплуатации. — ООО “Измерительная техника”, 2007. — 70 с.
7. Shimadzu High-Performance Liquid Chromatograph. Shimadzu corporation, 2010, 45 p.
8. Лейбниц Э., Штруппе Х.Г. Руководство по газовой хроматографии. Ч. 1. — М.: Мир, 1988. — 480 с.

Транслитерированый список литературы: 

1. S. Luostarinen et al., “Overview of Biogas Technology”, Overview of Biogas Technology. Baltic manure WP6 Energy potentials, 2011, p. 47.
2. Heletukha H.H., Kucheruk P.P., Matvei͡ei͡ev I͡u.B. Perspektyvy vyrobnyt͡stva ta vykorystanni͡a biohazu v Ukraïni. Analitychna zapyska BAU # 4, 2013. – 22 s. – [Elektronnyĭ resurs]. – http://www.uabio.org/img/files/docs/ position-paper-uabio-4-ua.pdf
3. S. Pender, et al., “Long-term effects of operating temperature and sulphate addition on the methanogenic community structure of anaerobic hybrid reactors”, Water Res., vol. 38, no. 3, pp. 619–630, 2004.
4. Biologii͡a metanobrazui͡ushchikh i metanokisli͡ai͡ushchikh mikro¬orga¬nizmov / I͡U.R. Malashenko, I͡U. Khaĭer, U. Berger ta іn. – K.: Nauk. dumka, 1993. – 255 s.
5. M. Gerber, R. Span, “An analysis of available mathe¬matical models for anaerobic digestion of organic sub¬stances for production of biogas”, Chair of Thermody¬namics Germany, 2008, р. 30.
6. Ionomer laboratornyĭ I-160 MI. Rukovodstvo po ėkspluatat͡sii. – OOO “Izmeritel'nai͡a tekhnika”, 2007. – 70 s.
7. Shimadzu High-Performance Liquid Chromatograph. Shi¬ma¬dzu corporation, 2010, 45 p.
8. Leĭbnit͡s Ė., Shtruppe Kh.G. Rukovodstvo po gazovoĭ khromatografii. Ch. 1. – M.: Mir, 1988. – 480 s.

Полнотекстовый документSize
2014-3-3.pdf320.59 KB