сахарного сорго
Технология выращивания растительной массы обусловливает эффективность процесса сбраживания. Содержание сырой фазы в биомассе определяет время пребывания субстрата в реакторе и зависит от степени развития растений. Поэтому чтобы обеспечить максимальный выход метана из газа, нужно оптимизировать время скашивания. Позднее сбора дает высокий выход биомассы с гектара, а раннее — низкий. Поэтому возможен удельный выход метана из биомассы на гектар площади выращенной биомассы может колебаться в значительных пределах.
Анализ данных выхода биогаза из различного субстрата (см. рис. 1) пока зующую, что эффективнее подвергаются анаэробной обработке различные растительные материалы. Однако использование их как единого или основного компонента сбраживаемого субстрата многие специалисты считают нецелесообразным.
Возможно ли использование для брожения одного единственного сорта растений без дополнения навозом в долгосрочной перспективе, тема спорная среди экспертов. Прежде всего, те, кто сами на практике занимаются брожением одних и тех же видов — кукурузы или травяного силоса, считают монобродиння ограниченным. Они убеждены, что односторонний состав питательных веществ приводит к недогодовування бактерий. Кроме того, быстрое разложение энергетических растений способствует образованию неблагоприятных условий существования для метанообразующих бактерий, что может вызвать даже коллапс процесса.
Монобродиння, по мнению экспертов, возможно лишь при малом загрузке бродильной камеры или при применении двухступенчатой ??системы, а для долгосрочного применения всегда требуется добавление микродоз питательных веществ или навоза. Большинство установок, действующих в мире, работающие на смеси субстратов, состоящий из множества компонентов. Среди них те, которые действительно специализируются на монобродинни, практикуют его, как правило, не дольше двух лет и, как минимум, при запуске использовали порцию навоза. До тех пор, пока можно отказаться от применения навоза и бактерии привыкнут к моно субстрата — время брожения происходит пять раз дольше обычного. Почти все эксперименты, известные до последнего времени, не давали лучших результатов.
В связи с этим зарубежные специалисты считают одним из перспективных методов повышения эффективности биогазовых установок анаэробное сброженных ния субстратов является смесью навоза сельскохозяйственных животных и растительной биомассы.
Сейчас наиболее часто используемой возобновляемой растений ной сырьем для биогазовых установок является кукуруза из-за большой енергознимання с единицы площади. Кроме того, проводятся испытания новых «энергетических» растений, таких как суданская трава, просо, сахарное сорго, сахарную свеклу и другие. Большое внимание уделяется селекции новых сортов и удоскона Ленни технологий выращивания энергетических культур для дальнейшего произ водства биогаза. В таблице приведены основные характеристики наиболее распространенных растительных субстратов для производства биогаза.
Силос и другие растения в измельченном виде поступают в емкость. Прием ана масса подается в воронкообразный бункер для загрузки в ферментер, в котором происходит биологическая реакция разложения субстрата на метан и углекислый газ. Жидкий субстрат перемешивается в ферментер с помощью насосов. Управление автоматическое. Крыша прикрывает ферментер и сохраняет запас биогаза, есть или специальной мембраной, или твердым и подвижным кожухом. В очень мощных биогазовых установок является постферментер (ферментер-дозброд жувач), куда отводится недоработанный субстрат с ферментера. В емкости для сброженных массы субстрат превращается в высококачественное удобрение, которое можно применять на полях. Тепловая энергия может быть использована для отопления жилых домов и животноводческих помещений, а также на продажу, превращая тепловую энергию в электрическую. Этот процесс в машинном зале, оснащенном мотором-генератором.
Анализ технологий производства биогаза из растительного сырья свидетельствует, что наиболее распространенными являются технологические процессы, которые характеризуются следующими параметрами:
мезофильных режим сбраживания при температуре 38-42 о С;
время сбраживания — не менее 40 дней;
суточное загрузки ферментера — не более 3 кг органического сухого вещества на 1 м 3 объема ферментера.
Таким образом, использование биомассы сахарного сорго для производства биогаза вполне целесообразным. Однако необходимы дальнейшие исследования в направлении создания эффективного энергетического севооборота, составления рецептуры полноценного субстрата для сбраживания, выбора оптимального режима сбраживания.
Твердое биотопливо
Кроме прямого использования на кормовые и пищевые цели, остатки сорго как после удаления сока, так и после уборки зерна, за отдельных условий, могут использоваться как твердое биотопливо (урожайность сорго по биомассе достигает 20-25 т сухой массы на гектар). При влажности 15-20% энергетическая ценность при сжигании остатков сорго составляет 10-12 МДж / кг. Улучшить энергетические показатели остатков биомассы позволяет использование технологий гранулирования и брикетирования.
В основе технологии производства топливных биобрикетов лежит процесс прессования под высоким давлением при нагревании от 250 С до 350 ° С. Брикетированию подлежит все сырье, уровень влаги которой не более 12%.
Получаемые Биобрикеты не включают никаких веществ, которые склеивают, кроме одной натуральной — лигнина, содержащегося в клетках растительных отходов.
Изготавливаются топливные Биобрикеты по ТУ У 30842484.007-2006 в виде четырехгранного бруса сечением 50 ? 50 мм с отверстием в центре для отвода дыма, образующегося в процессе брикетирования, а также для устойчивого горения. Теплотворная способность топливного биобрикетов достигает 18-20 МДж / кг.
Топливные Брикеты имеют широкое применение и могут использоваться для всех видов топок, промышленных котлов, печей, отлично горят в каминах, печах, грилях т.д.. Большим преимуществом брикета есть постоянство температура сгорания течение 2 час.
Процесс производства топливных брикетов и гранул из биомассы сахарного сорго включает следующие технологические операции:
измельчения сырья;
сушки до уровня влажности 12%;
прессования
охлаждения.
Для переработки биомассы сорго в топливные брикеты после отделения сока и сбора зерна нами было выбрано соответствующее технологическое оборудование, прошедшее испытания в УКРНДИПВТ им. Л. Погорелого.
Общий вид этого оборудования показано на рис. 3, а технические характеристики подаются в таблицах 2 и 3.