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)
13 травня 2024
Зниження температурного режиму та дощова погода кінця квітня дещо стримували розповсюдження шкідників у посівах польових культур та багаторічних насаджень. Та з підвищенням позначок на стовпчиках термометрів умови для їх розмноження та поширення стали значно сприятливішими. Тому фахівці Ukravit рекомендують господарствам проводити регулярний моніторинг полів та насаджень і за потреби застосовувати відповідні інсектициди.
Зниження температурного режиму та дощова погода кінця квітня дещо стримували розповсюдження шкідників у посівах польових культур та багаторічних насаджень. Та з підвищенням позначок на стовпчиках термометрів умови для їх розмноження та поширення стали значно сприятливішими. Тому фахівці Ukravit рекомендують господарствам проводити регулярний ...
13 травня 2024
13 травня 2024
З початку 2023/24 маркетингового року український експорт цукру становив 530 тис. тонн, що на 70% перевищує минулорічний показник.
З початку 2023/24 маркетингового року український експорт цукру становив 530 тис. тонн, що на 70% перевищує минулорічний показник.
13 травня 2024
13 травня 2024
Підприємство ТОВ «Воля», що на Черкащині, отримало грант на придбання обладнання для передпродажної доробки картоплі. Лінія вже замовлена і виготовляється, тож восени можна буде запустити переробку.
Підприємство ТОВ «Воля», що на Черкащині, отримало грант на придбання обладнання для передпродажної доробки картоплі. Лінія вже замовлена і виготовляється, тож восени можна буде запустити переробку.
13 травня 2024
12 травня 2024
У Херсонській області відзначається значне зростання площ під кавуном, які за рік збільшилися вп'ятеро, досягнувши 1000 га. Одночасно тривають роботи з розмінування полів: сапери вже обстежили та розмінували 47% земель, але ще на близько 270 тис. га залишаються російські міни та вибухівка.
У Херсонській області відзначається значне зростання площ під кавуном, які за рік збільшилися вп'ятеро, досягнувши 1000 га. Одночасно тривають роботи з розмінування полів: сапери вже обстежили та розмінували 47% земель, але ще на близько 270 тис. га залишаються російські міни та вибухівка.
12 травня 2024
11 травня 2024
Через нестабільні погодні умови прогнози з медозбору пасічники робити не беруться. Якщо будуть дощі, то розраховують на липу. Загалом незалежно від регіону бджолярі роблять ставки на соняшник.
Через нестабільні погодні умови прогнози з медозбору пасічники робити не беруться. Якщо будуть дощі, то розраховують на липу. Загалом незалежно від регіону бджолярі роблять ставки на соняшник.
11 травня 2024
10 травня 2024
Заступник міністра розвитку громад, територій та інфраструктури України Юрій Васьков, коментуючи ідею побудувати порт на Тисі поблизу українсько-угорського кордону, заявив, що про будівництво порту на Закарпатті говорити зарано. Посадовець уточнив, що «до будівництва порту ще далеко».
Заступник міністра розвитку громад, територій та інфраструктури України Юрій Васьков, коментуючи ідею побудувати порт на Тисі поблизу українсько-угорського кордону, заявив, що про будівництво порту на Закарпатті говорити зарано. Посадовець уточнив, що «до будівництва порту ще далеко».
10 травня 2024
