Экспериментальные исследования влияния температуры и частоты перемешивания биомассы на производство биометана

Abstract

Работа посвящена исследованию процесса получения альтернативного источника энергии – биометана в анаэробном метантенке, оснащенном системой барботажного перемешивания, при утилизации отходов свиноводческих предприятий. Наиболее эффективными методами повышения эффективности работы биометановых установок являются увеличение интенсивности перемешивания и температуры биомассы. Однако, в настоящее время имеются различные данные об оптимальной температуре процесса ферментации и частоте перемешивания биомассы, поэтому актуальным является проведение исследований в данной области и определение оптимальных значений исследуемых параметров. Для проведения исследований принят центральный композиционный ротатабельный план полного факторного эксперимента с общим количеством опытов – 13 шт. Проведены экспериментальные исследования процесса получения биометана при анаэробной ферментации свиного навоза в мезофильном температурном режиме. В результате реализации плана исследований построена поверхность функции отклика и получено уравнение регрессии, характеризующее влияние частоты барботажного перемешивания и температуры биомассы на выход биометана. На основе уравнения регрессии построены графические зависимости удельного выхода биометана от варьируемых факторов. Установлен оптимальный режим работы биометановой установки, который достигается при интенсивности перемешивания 3…5 сут-1 и температуре биомассы 39,5…40,5 °С. Максимальный удельный выход биометана составил 417,53 л/кг.