DOI: https://doi.org/10.20998/2218-1849.2019.01.07

ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ МЕТАГЕНЕЗИСА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА

Yu. Kuris

Аннотация


Рассмотрены температурные режимы сбраживания органических веществ и условия активной метаногенерации. Показано, что на первом этапе анаэробного сбраживания происходит ферментативное гидролитическое расщепление органических веществ широким спектром гидролиз-ферментов, выделяемых в среду анаэробными бактериями, которые  получили название бактерий - гидролитиков. Под действием гидролитиков высокомолекулярные соединения (полисахариды, жиры, белковые вещества) трансформируются в низкомолекулярные. Последние под действием кислотогенних бактерий (второй этап) превращаются в летучие жирные кислоты, органические кислоты, спирты, альдегиды, аммиак, сероводород, диоксид углерода, водород и воду. Образовавшиеся органические кислоты, за исключением уксусной и муравьиной, под действием особой группы бактерий - ацетогенов - превращаются в уксусную и муравьиную кислоты, водород и др. В результате первых трех этапов - гидролитического, кислотного и ацетогенного - в среде накапливается уксусная и муравьиная кислоты, метиловый спирт, метиламин, водород, оксид и диоксид углерода, аммиак, сероводород, оксид фосфора. Указанные соединения являются основными субстрактами для энергетического обмена веществ особой группы анаэробных бактерий, которые венчают сложный процесс распада биополимеров в анаэробных условиях. Установлено, что деградация органических веществ при метаногенезе осуществляется как многоступенчатый процесс, в котором углеродные связи постепенно разрушаются под действием различных групп микроорганизмов. Метанобразующие бактерии предъявляют к условиям своего существования значительно более высокие требования, чем кислотообразующие - они требуют абсолютно анаэробной среды и требуют длительного времени для воспроизведства. В качестве критерия эффективности процесса предложено количество дополнительной товарной энергии, полученной при обработке навоза равного объема с одинаковыми свойствами при различных температурных режимах - термофильном, мезофильном или психрофильном


Ключевые слова


метаногенез; ацетогены; органические кислоты; гидролиз

Полный текст:

PDF (Українська)

Литература


Maystrenko O. Yu. Biogas plants and methods for their calculation: International conference "Nauka I Inowacja 2009". O. Yu Maystrenko, Yu. V. Kuris, O. V. Ryasnova. Poland. - 2009. - pp. 6-14.

Maistrenko, O. Yu. Development of mathematical model of microorganism development processes in the framework of biomass bioenergy. O.Yu. Maystrenko, Yu.V. Kuris, Yu.S. Kalintseva. Professional Journal "Energy News". Kyiv, - No. 2. - 2010. - P. 32-39.

Volterra V. Mathematical theory of struggle for existence. Moscow: RHD, 2004. - 288 p.

Gabaydullin M. R., Sirezetdinov B. R., Sirazetdinov TK Dynamic model of development of microorganisms in a closed container. Collection of abstracts of the international conference "Simulation and optimization of complex systems". - Kiev, 2001. - T1. - P. 112-114

Gwinner E. Annual rhythms: a general perspective. Biological rhythms, Vol. 1, 1984, Moscow: Mir, S. 44-54.

Denisova Yu.K., Nedorezov L.V. On one modification model of Ferhülst dynamics of the population of an isolated population. Biodiversity and dynamics of the ecosystems of Northern Eurasia: information technologies and modeling (U1TA'2001) - Novosibirsk, 2001.

Shevelukha B. C., Kalashnikova EA, Voronin E. S., et al. Agricultural biotechnology: Textbook. ed. B. C. Shevelukhii - 2nd ed., Pererab. and add - M.: Vyssh. Shk., 2003. - 469 p.

Tkachenko S.Y., Stepanov D.V. Heat exchange and hydrodynamic processes in the elements of energy supply of biogas plant: Monograph. Vinnitsa. nats tech un - Vinnytsya: UNIVERSUM-Vinnytsia, 2004. - 132 c.

Kuris Yu. V. Systematization of existing biogas plants and ways to increase bioenergy fuel production in an anaerobic reactor. Yu. V. Kuris, A. Yu. Maystrenko, S.I. Tkachenko. Professional journal "Industrial electric power industry". Kiev, - No. 6. - 2009. - P. 15-21.

David J., Steward D., Badger M., Boque M. J. Crops and Energy Production. - In: Anaerobic digestion 1981. Proc. 2nd intern, symp. anaerobic digestion Travemünde, September 6-11, 1981, Amsterdam etc., 1982. - 429p.

Design and Construction of Biogas Digesters in Rural Areas of China. The Sth UNDP-FAO-China International Biogas Training Course, April 1986, Hengdu, Sichuan Province.

Grundew I. Anaerobic digestion of farm waste. Current stade of development in UK agriculture. - Livestock Waste Renewable Resource, 1980, vol. 2, p. 126-128.

Baader V., Don Ye., Breinderfer M. Biogas: Theory and Practice. (Peres with him and the foreword of MI Serebryaky). M. Kolos, 1982. - 148 pp.

Kuris Yu. V. Improvement of heat engineering and technological indicators of biogas combustion in heat generating equipment: Thesis for obtaining a scientific degree of the candidate of technical sciences, NUKHT, Kyiv, 2007. - 130 p.

Schulz, T. J., Barnes, D. The stratified facultative lagoon for the treatment and storage of high-strength agricultural wastewaters. 1988. Center for Wastewater Treatment, School of Civil Engineering, University of New South Wales, Po Box 1, Kensington, N.S.W. 2033 Australia (unpublished).

Gunther L.I., Goldtrab L. L. Metantenka. - Moscow: Stroyizdat, 1991. - 28 p.


Пристатейная библиография ГОСТ


  1. Майстренко О. Ю. Біогазові установки та методи їх розрахунку: Міжнародна конференція «Nauka I Inowacja 2009» / О. Ю Майстренко, Ю. В. Куріс, О. В. Ряснова // Poland. – 2009. – С. 6–14.
  2. Майстренко, О. Ю. Розробка математичної моделі процесів розвитку мікроорганізмів в рамках біоенергетики біомаси / О. Ю Майстренко, Ю. В. Куріс, Ю. С. Калінцева // Фаховий журнал “Новини Енергетики”. Київ, – № 2. – 2010. – С. 32–39.
  3. Вольтерра В. Математическая теория борьбы за существование // М.: РХД, 2004. – 288 с.
  4. Габайдуллин М. Р., Сиразетдинов Б. Р., Сиразетдинов Т. К. Динамическая модель развития микроорганизмов в закрытом контейнере // Сборник тезисов международной конференции "Моделювання та оптимізація складних систем". – Киев, 2001. – Т1. – С. 112– 114
  5. Гвиннер Э. Годовые ритмы: общая перспектива // Биологические ритмы, т. 1, 1984, М.: Мир, С. 44–54.
  6. Денисова Ю.К., Недорезов Л.В. Об одной модификационной модели Ферхюльста динамики численности изолированной популяции // Биоразнообразие и динамика экосистем Северной Евразии: информационные технологии и моделирование (У1ТА'2001) -–Новосибирск, 2001.
  7. Шевелуха B. C., Калашникова Е. А., Воронин Е. С. и др. Сельскохозяйственная биотехнология: Учебн / Под редак. B. C. Шевелухи – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2003. – 469 с.
  8. Ткаченко С. Й., Степанов Д. В. Теплообмінні та гідродинамічні процеси в елементах енергозабезпечення біогазової установки: Монографія / Вінниц. нац. техн. ун-т. – Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2004. – 132 c.
  9. Курис Ю. В. Систематизация существующих биогазовых установок и пути повышение выработки биоэнергетического топлива в анаэробном реакторе / Ю. В. Курис, А. Ю. Майстренко, С. И. Ткаченко // Профессиональный журнал “Промышленная электроэнергетика”. Киев, – № 6. – 2009. – С. 15–21.
  10. David J., Steward D., Badger M., Boque M. J. Crops and energy Production. – In: Anaerobic digestion 1981. Proc. 2nd Intern, symp. anaerobic digestion. Travemünde, 6–11 Sept., 1981, Amsterdam etc., 1982. – 429 p.
  11. Design and Construction of Biogas Digesters in Rural Areas of China. The Sth UNDP-FAO-China International Biogas Training Course, April 1986, hengdu, Sichuan Province.
  12. Grundew I. Anaerobic digestion of farm wastes. Current stade of evelopment in UK agriculture. – Livestock Waste. Renewable Resource, 1980, vol. 2, p. 126–128.
  13. Баадер В., Доне Е., Брайндерфер М. Биогаз: теория и практика. (Пер. с нем. и предисловие М.И.Серебрякого). М. Колос, 1982. – 148 с.
  14. Куріс Ю. В. Підвищення теплотехнічних та технологічних показників спалювання біогазу в теплогенеруючому обладнанні: Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук, НУХТ, Київ, 2007. – 130 с.
  15. Schulz, T. J.; Barnes, D. The stratified facultative lagoon for the treatment and storage of high strength agricultural wastewaters. 1988. Centre for Wastewater Treatment, School of Civil Engineering, The University of New South Wales, Po Box 1, Kensington, N.S.W. 2033 Australia, (unpublished).
  16. Гюнтер Л. И., Гольдфраб Л. Л. Метантенки. – М.: Стройиздат, 1991. – 28 с.




Copyright (c) 2020 Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит.

Creative Commons License
Эта работа лицензирована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит.

адрес: ул. Мироносицкая, 60, г. Харьков, Украина, 61002. e-mail: 

       journeee@mail.ru;  sveco_ltd@rambler.ru;   сайт:eee.khpi.edu.ua 

Телефон: +38 057 703-23-18; факс: +38 057 714-94-51.

Яндекс.Метрика