Біореактор. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Біореактор - основа будь-якої біогазової установки і до його конструкції пред'являються досить жорсткі вимоги. Так, корпус біореактора має бути досить міцним при абсолютній герметичності його стінок. Обов'язковими є хороша теплоізоляція стінок та їх здатність надійно протистояти корозії. При цьому необхідно передбачити можливість завантаження та спорожнення реактора, а також доступ до його внутрішнього простору для обслуговування.

Форми реакторів дуже різноманітні. Так, з точки зору створення найбільш сприятливих умов для перемішування рідкого субстрату, накопичення газу, відведення опадів і руйнування кірки, що утворюється, доцільно використання резервуара, формою нагадує яйце. Великі реактори такої форми зазвичай споруджують з бетону, тому для них характерна висока вартість виготовлення, що суттєво обмежує їхнє застосування. Зате підсобні реактори менших обсягів досить нескладно виконати зі склопластику, тобто з поліефірної смоли, армованої скловолокном, і обходяться вони не так вже й дорого.

Для циліндричного резервуара з конусними верхньою і нижньою частинами, як і для яйцеподібного, характерні невеликий простір для накопичення газу, обмежений об'єм плаваючої кірки, а також відведення шламу. Однак у подібних реакторах створюються менш сприятливі умови для переміщення рідкого субстрату. Резервуари великого обсягу такої форми, що використовуються в комунальних установках для очищення та розкладання стоків, як і реактори у формі яйця, виготовляють із бетону. Однак "циліндричні" реактори дещо дешевші. В індивідуальних господарствах реактори вищевказаної форми, але, природно, меншої місткості, роблять із сталі або зі склопластику. До речі, у реакторах зі склопластику легше досягти найкращих умов переміщення субстрату.

Рис.2. Найбільш поширені типи резервуарів біореакторів: а - у вигляді яйця; б - циліндричний з конусними верхньою і нижньою частинами; ж - траншея у ґрунті (з кришкою).

Циліндричні резервуари відносно прості у виготовленні, що пояснюється великим досвідом будівництва ємностей для сільськогосподарських цілей (сталеві, бетонні, склопластикові цистерни-бункери для силосу та інших кормів). Однак у порівнянні з резервуарами попередніх форм в циліндричному резервуарі неможливо організувати досить хороші умови для переміщення субстрату, при цьому доводиться зважати на більш високі витрати на видалення осаду і руйнування плаваючої кірки, що пов'язано зі збільшенням витрати енергії на перемішування маси.

Рис.3. Двокамерна біогазова установка проточного типу: 1 – насос; 2 – приймальна камера; 3 – бродильна камера; 4 - пристрій, що перемішує; 5 – нагрівач; 6 – камера дображивания; 7 – збірка збродженої маси; 8 – шнек.

Якщо резервуар циліндричної форми розділити вертикальною поперечною перегородкою на дві камери, то можна організувати систему отримання біогазу з почерговим використанням камер резервуара. Причому будівництво резервуара з перегородкою коштуватиме дешевше, ніж спорудження двох окремих резервуарів. Зауважимо також, що при такому компонуванні зменшується значення теплоізоляції зовнішніх стінок резервуара, а в перегородку, що виконується з досить теплопровідного матеріалу, не дуже складно вбудувати будь-який нагрівальний пристрій, що надає встановленню додаткових конструктивних вигод.

Рис.4. Траншейна біогазова установка: 1 – приміщення для тварин; 2 – біореактор; 3 – мішалка; 4 – грейфер; 5 - сховище для зброженого гною; 6 – газгольдер.

У простих, переважно невеликих, біогазових установках, споруджуваних власними силами, зазвичай бродильна камера має форму паралелепіпеда (басейн або яма з кришкою). Для підвищення ефективності такий реактор перегороджують вертикальною стінкою, створюючи головну бродильну камеру та камеру для остаточного зброджування та осадження шламу. Щоправда, установки подібного типу не дозволяють досягти високого ступеня розкладання субстрату, так як у них практично неможливо забезпечити ні рівномірне перемішування маси, ні керування завантаженням робочого об'єму камери, ні дотримання часу перебування маси в реакторі, що необхідно для отримання максимальної кількості газу. Та й руйнування плаваючої кірки та осаду пов'язане тут із великими витратами.

У горизонтально розташованому резервуарі субстрат перемішується поздовжньому напрямку. Тут для невеликих установок придатні циліндричні реактори із сталі або склопластику. Горизонтальні резервуари значної місткості мають форму паралелепіпеда і виконують їх з бетону.

Похило розташування таких резервуарів полегшує набрякання шламу до вивантажувального отвору. Така конструкція зручна для розміщення найпростішого механізму, що перемішує.

Резервуар у вигляді викопаної в ґрунті траншеї дозволяє обробляти велику кількість субстрату. Як будівельний матеріал для стінок реактора використовують, як правило, бетон.

Тепер докладніше розглянемо пристрій деяких видів біогазових установок, які вже застосовуються на практиці. Зараз на основі резервуара у формі паралелепіпеда з перегородкою розроблена та надійно діє двокамерна біогазова установка проточного типу, де субстрат спрямовується спочатку в одну частину резервуара (бродильну камеру), а потім самопливом надходить в іншу частину (камеру дображивания). Для підвищення ефективності роботи така установка забезпечена пристроєм, що перемішує в бродильній камері, нагрівачем, шнеком для видалення великих включень в осаді.

Рис.5. Траншейна біогазова установка: 1 – еластичний збірник; 2 – плити з пінопласту; 3 – бродильна камера; 4 – нагрівач (бойлер).

Рис.6. Еластичний біореактор

Все більшого поширення набувають траншейні біогазові установки. Візьмемо, наприклад, траншейну установку із ФРН. Тут прямо із приміщення, де утримують тварин, гній, розведений водою, йде в біореактор, у якому зброджується. В установці передбачено механічне перемішування субстрату та грейфер для навантаження збродженого гною.

В іншій траншейній установці (США) свіжий рідкий гній надходить у бродильну камеру зверху, а підігріта вода - знизу. Газозбірник установки еластичний, а на поверхні субстрату, що зброджується, для теплоізоляції розташовані пінопластові плити.

Звернемо ще увагу читачів на еластичні реактори, які зазвичай використовуються в країнах Південно-Східної Азії. Подібні реактори (ємності) роблять із щільної прогумованої тканини або із синтетичної плівки. Для організації роботи таких біореакторів їх доводиться або заглиблювати в ґрунт, або поміщати всередині досить міцного "кругового" огородження.

Автор: Шомін А.А.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Тривалість доби на Венері завжди різна 08.05.2021 Вчені з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі (США) з'ясували, що тривалість доби на планеті Венера постійно змінюється, різниця може сягати 20 хвилин. Нові виміри радіолокації показують, що середній день на Венері триває 243,0226 земних діб - приблизно дві третини земного року. Більше того, швидкість обертання Венери завжди змінюється: значення, яке було отримано за одне спостереження, буде трохи більше або менше попереднього. "Різниця у швидкості обертання, певне, пояснює, чому попередні оцінки тривалості дня на Венері не збігалися між собою", - заявив професор Жан-Люк Марго. Ймовірно, важка атмосфера Венери викликає різницю у вимірах тривалості дня. Відповідно до теорії, атмосфера обмінюється великою кількістю імпульсів з твердою поверхнею, прискорюючи або уповільнюючи обертання планети. Таке явище є і на Землі, проте такий процес забирає або додає лише одну мілісекунду щодня. На Венері цей ефект більш помітний, адже її атмосфера в 93 рази масивніша за земну, тому її вплив має бути набагато більшим.

Інші цікаві новини:

▪ Сутінки Всесвіту

▪ літаючий автомобіль

▪ Смартфон Oppo N1

▪ Розроблено скло, що знижує енергоспоживання та регулює температуру в приміщенні

▪ Нанотрубки як захист від військового лазера

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Переговорні пристрої. Добірка статей

▪ стаття Танцювати на вулкані Крилатий вислів

▪ стаття Що таке запилення? Детальна відповідь

▪ стаття Дайкон. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Плеєр з живленням від велогенератора. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Експериментальний приймач короткохвильовика-спостерігача. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024