Можливості використання біомаси цукрового сорго
/
Агрономія Сьогодні
/
П'ятниця, 30 грудня 2011 14:30
Л. Кириченко, В. Клименко, В. Роженко, В. Марченко,
Л. Філоненко, І. Гусар, С. Кукта, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Біогаз
Технологія вирощування рослинної маси обумовлює ефективність процесу зброджування. Вміст сирої фази в біомасі визначає час перебування субстрату в реакторі й залежить від ступеня розвитку рослин. Тому щоб забезпечити максимальний вихід метану з газу, потрібно оптимізувати час скошування. Пізнє збирання дає високий вихід біомаси з гектару, а раннє - низький. Тому можливий питомий вихід метану з біомаси на гектар площі вирощеної біомаси може коливатись у значних межах.
Аналіз даних виходу біогазу з різного субстрату (див. рис. 1) показує, що найефективніше піддаються анаеробній обробці різні рослинні матеріали. Проте використання їх як єдиного або основного компоненту зброджуваного субстрату багато фахівців вважають недоцільним.
Чи можливе використання для бродіння одного єдиного сорту рослин без доповнення гноєм у довгостроковій перспективі, тема спірна серед експертів. Перш за все, ті, хто самі на практиці займаються бродінням одних і тих же видів - кукурудзи або трав'яного силосу, вважають монобродіння обмеженим. Вони переконані, що односторонній склад поживних речовин призводить до недогодовування бактерій. Крім того, швидке розкладання енергетичних рослин сприяє утворенню несприятливих умов існування для метаноутворюючих бактерій, що може викликати навіть колапс процесу.
Монобродіння, на думку експертів, можливе лише при малому завантаженні бродильної камери або при застосуванні двоступінчатої системи, а для довгострокового застосування завжди потрібне додавання мікродоз поживних речовин або гною. Більшість установок, що діють у світі, працюють на суміші субстратів, що складається з безлічі компонентів. Серед них ті, які дійсно спеціалізуються на монобродінні, практикують його, як правило, не довше двох років і, як мінімум, при запуску використовували порцію гною. До тих пір, поки можна відмовитися від застосування гною і бактерії звикнуть до моно субстрату - час бродіння відбувається уп’ятеро довше звичайного. Майже всі експерименти, відомі до останнього часу, не давали кращих результатів.
У зв'язку з цим зарубіжні фахівці вважають одним із перспективних методів підвищення ефективності біогазових установок анаеробне зброджування субстратів, що є сумішшю гною сільськогосподарських тварин і рослинної біомаси.
Наразі найбільш часто використовуваною поновлюваною рослинною сировиною для біогазових установок є кукурудза через велике енергознімання з одиниці площі. Крім того, проводяться випробування нових «енергетичних» рослин, таких як суданська трава, просо, цукрове сорго, цукрові буряки та інших. Велика увага приділяється селекції нових сортів та удосконаленню технологій вирощування енергетичних культур для подальшого виробництва біогазу. В таблиці наведено основні характеристики найбільш поширених рослинних субстратів для виробництва біогазу.
Силос та інші рослини в подрібненому вигляді поступають у ємність. Отримана маса подається у воронкоподібний бункер для завантаження у ферментер, в якому відбувається біологічна реакція розкладання субстрату на метан і вуглекислий газ. Рідкий субстрат перемішується у ферментері за допомогою насосів. Управління автоматичне. Дах, що прикриває ферментер і зберігає запас біогазу, є або спеціальною мембраною, або твердим і рухомим кожухом. У дуже потужних біогазових установок є постферментер (ферментер-дозброджувач), куди відводиться недопрацьований субстрат із ферментера. У ємності для збродженої маси субстрат перетворюється у високоякісне добриво, яке можна застосовувати на полях. Теплова енергія може бути використана для опалювання житлових будинків і тваринницьких приміщень, а також на продаж, перетворюючи теплову енергію в електричну. Цей процес відбувається у машинному залі, оснащеному мотором-генератором.
Аналіз технологій виробництва біогазу з рослинної сировини свідчить, що найбільш поширеними є технологічні процеси, які характеризуються наступними параметрами:
-
мезофільний режим зброджування за температури 38-42оС;
-
час зброджування - не менш ніж 40 днів;
-
добове завантаження ферментера - не більш як 3 кг органічної сухої речовини на 1 м3 об’єму ферментера.
Таким чином, використання біомаси цукрового сорго для виробництва біогазу цілком доцільне. Проте необхідні подальші дослідження у напрямі створення ефективного енергетичної сівозміни, складання рецептури повноцінного субстрату для зброджування, вибору оптимального режиму зброджування.
Тверде біопаливо
Окрім прямого використання на кормові і харчові цілі, рештки сорго як після видалення соку, так і після збирання зерна, за окремих умов, можуть використовуватись як тверде біопаливо (врожайність сорго по біомасі сягає 20-25 т сухої маси на гектар). При вологості 15-20% енергетична цінність під час спалювання залишків сорго становить 10-12 МДж/кг. Поліпшити енергетичні показники залишків біомаси дозволяє використання технологій гранулювання та брикетування.
В основі технології виробництва паливних біобрикетів лежить процес пресування під високим тиском при нагріванні від 250 С до 350°С. Брикетуванню підлягає вся сировина, рівень вологи якої не більш ніж 12%.
Отримувані біобрикети не включають ніяких речовин, що їх склеюють, окрім однієї натуральної - лігніну, що міститься у клітках рослинних відходів.
Виготовляються паливні біобрикети за ТУ У 30842484.007-2006 у вигляді чотиригранного бруса перетином 50?50 мм з отвором у центрі для відведення диму, що утворюється в процесі брикетування, а також для стійкого горіння. Теплотворна спроможність паливного біобрикету сягає 18-20 МДж/кг.
Паливні біобрикети мають широке застосування і можуть використовуватися для всіх видів топок, промислових котлів, печей, відмінно горять у камінах, печах, грилях тощо. Великою перевагою брикету є постійність температура згорання протягом 2 год.
Процес виробництва паливних брикетів і гранул з біомаси цукрового сорго включає наступні технологічні операції:
-
подрібнення сировини;
-
сушіння до рівня вологості 12%;
-
пресування;
-
охолодження.
Для переробки біомаси сорго в паливні брикети після відділення соку та збору зерна нами було вибране відповідне технологічне обладнання, яке пройшло випробування в УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого.
Загальний вигляд цього устаткування зображено на рис. 3, а технічні характеристики подаються у таблицях 2 і 3.
Л. Кириченко, В. Клименко, В. Роженко, В. Марченко,
Л. Філоненко, І. Гусар, С. Кукта, УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Біогаз
Технологія вирощування рослинної маси обумовлює ефективність процесу зброджування. Вміст сирої фази в біомасі визначає час перебування субстрату в реакторі й залежить від ступеня розвитку рослин. Тому щоб забезпечити максимальний вихід метану з газу, потрібно оптимізувати час скошування. Пізнє збирання дає високий вихід біомаси з гектару, а раннє - низький. Тому можливий питомий вихід метану з біомаси на гектар площі вирощеної біомаси може коливатись у значних межах.
Схожі матеріали (за тегом)
04 жовтня 2025
Інституту експертизи сортів рослин України другий рік проводить випробування сортів бавовнику, які надають різні компанії, зокрема й іноземні.
Інституту експертизи сортів рослин України другий рік проводить випробування сортів бавовнику, які надають різні компанії, зокрема й іноземні.
04 жовтня 2025
03 жовтня 2025
Фермери Сергій та Дмитро Синенки з Чернігівщини запустили власну олійню. За перші 5 місяців роботи їм вдалося виготовити понад 35 тонн соняшникової олії вищого ґатунку. Наразі господарство планує вихід на обсяги близько 10 тонн щомісяця. У перспективі – розливний цех і запуск виробництва рижієвої олії. Рижій брати вирощують самостійно.
Фермери Сергій та Дмитро Синенки з Чернігівщини запустили власну олійню. За перші 5 місяців роботи їм вдалося виготовити понад 35 тонн соняшникової олії вищого ґатунку. Наразі господарство планує вихід на обсяги близько 10 тонн щомісяця. У перспективі – розливний цех і запуск виробництва рижієвої олії. Рижій брати вирощують самостійно.
03 жовтня 2025
03 жовтня 2025
Вступ до ЄС означає більш жорсткі вимоги до української продукції, а поспішна імплементація всіх норм може призвести до закриття значної частини малого та середнього агробізнесу.
Вступ до ЄС означає більш жорсткі вимоги до української продукції, а поспішна імплементація всіх норм може призвести до закриття значної частини малого та середнього агробізнесу.
03 жовтня 2025
03 жовтня 2025
Станом на 3 жовтня українські аграрії намолотили 31 548,8 тис. тонн зернових та зернобобових культур на площі 7 213,8 тис. га. Обмолочено 65% площ, засіяних цими культурами.
Станом на 3 жовтня українські аграрії намолотили 31 548,8 тис. тонн зернових та зернобобових культур на площі 7 213,8 тис. га. Обмолочено 65% площ, засіяних цими культурами.
03 жовтня 2025
03 жовтня 2025
За прогнозом аналітиків наступного тижня, 06-12 жовтня 2025 року, закупівельні ціни на живець свиней в Україні не зміняться. Ціни залишаються на рівні 97-98 грн/кг вже шостий тиждень поспіль.
За прогнозом аналітиків наступного тижня, 06-12 жовтня 2025 року, закупівельні ціни на живець свиней в Україні не зміняться. Ціни залишаються на рівні 97-98 грн/кг вже шостий тиждень поспіль.
03 жовтня 2025
03 жовтня 2025
2 жовтня 2025 року в межах 44-ї сесії Європейської комісії з питань сільського господарства в Будапешті в Угорщині, Продовольча та сільськогосподарська організація Об'єднаних Націй (ФАО) відзначила трьох молодих фермерів-новаторів за їхні видатні досягнення, по одному в кожній з трьох категорій: інновації в агропродовольчих системах, розбудова громади та інклюзивність і розширення прав і можливостей.
2 жовтня 2025 року в межах 44-ї сесії Європейської комісії з питань сільського господарства в Будапешті в Угорщині, Продовольча та сільськогосподарська організація Об'єднаних Націй (ФАО) відзначила трьох молодих фермерів-новаторів за їхні видатні досягнення, по одному в кожній з трьох категорій: інновації в агропродовольчих системах, розбудова ...
03 жовтня 2025
