Автоматизация и управление кавитационной деструкцией отходов животноводства для интенсификации анаэробного сбраживания

Скачать хорошую кандидатскую диссертацию на тему: Автоматизация и управление кавитационной деструкцией отходов животноводства для интенсификации анаэробного сбраживания. В работе обозревается оптимизация параметров управления кавитационной деструкцией отходов животноводства и анаэробного сбраживания субстрата в психрофильном режиме, обеспечивающие интенсификацию работы биогазовой технологии средствами автоматизации.
Author image
Fadis
Тип
Кандидатская диссертация
Дата загрузки
26.04.2024
Объем файла
7505 Кб
Количество страниц
118
Уникальность
Неизвестно
Стоимость работы:
2000 руб.
2500 руб.
Заказать написание работы может стоить дешевле

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. В Казахстане животноводство явля- ется одним из основных видов сельскохозяйственной деятельности. Содержа- ние крупного рогатого скота в крестьянско - фермерских хозяйствах произво- дит отходы животноводства, которые не обеззараживаются и не перерабатыва- ются, ввиду отсутствия системы частичной или полной его утилизации, что за- грязняет окружающую среду близлежащих населенных пунктов и атмосферу выбросами метана и диоксида углерода, влияющих на потепление климата и создание парникового эффекта.
Деятельность малых и средних КФХ всегда была убыточным бизнесом и не привлекательным для инвесторов, в связи с длинным производственным циклом, подверженным природным рискам, потерям урожая при выращивании, сборе, хранении и сбыте продукции. Компьютеры и информационные техноло- гии в КФХ использовались для управления финансами и отслеживания ком- мерческих сделок. Биогазовые технологии позволяют фермерам частично ре- шить экологические, социальные

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБАЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1.ОБЗОР КАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ СЫРЬЯ В
БИОГАЗОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ И СТЕПЕНЬ ЕЕ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ. 13
1.1. Развитие биогазовой технологии в фермерских хозяйствах стран СНГ и ЕАЭС 13
1.2. Эффективность кавитационной деструкции сырья на процесс анаэ- робного сбраживания в биореакторе 16
1.3. Характеристика кавитационного оборудования для измельчения, гомогенизации и диспергации сырья 18
1.4. Обзор математического описания и моделирования кавитационной деструкции в устройстве обработки сырья 22
1.5. Обзор математического описания и моделирования психрофильного режима сбраживания субстрата в биореакторе 29
1.6. Выбор разработки программного обеспечения автоматизированной системы управления УОС и биореактора в интегрированной среде TRACE MODE 35
Выводы к главе 1 36
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КАВИТАЦИОННОЙ ДЕСТРУКЦИИ СЫРЬЯ, НАГРЕВА И СБРАЖИВАНИЯ ЕЕ В БИОРЕАКТОРЕ 38
2.1. Характеристика перерабатываемого органического сырья 42
2.2. Разработка способа кавитационной деструкции обработки сырья и сбраживания в психрофильном режиме 44
2.3. Выбор основных параметров системы автоматизации и контроля процессами измельчения сырья и психрофильного режима сбраживания субстрата

2.4. Методика расчета психрофильного режима сбраживания субстрата в биогазовой технологии 55
2.5. Методика расчета режимных характеристик гидродинамического кавитационного диспергатора 64
2.6. Разработка математической модели измельчения, гомогенизации субстрата и ее сбраживание в психрофильном режиме 71
2.7. Математическое моделирование биотехнологическог процесса обработки исбраживания субстрата с использованием программы Mathcad 82
2.8. Математическое моделирование нагрева субстрата в температурном интервале при измельчении и сбраживании с использованием про- граммы COMSOL 90
Выводы к главе 2 96
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Токмолдаев, А. Б. Обоснование технологической схемы и параметров установки для переработки и обеззараживания навоза в условиях ма-лых сельхозформирований [Текст] / дис. к. т. н. /А. Б. Токмолдаев. - Алматы, 2009. - 116 с.
Родина, Е. М. Отчет в области оценки мер по сокращению парнико-вых газов из бытовых и сельскохозяйственных отходов [Текст] / Е. М. Родина. - 2003. – 181с.
Дубровский, B. C. Метановое сбраживание сельскохозяйственных от- ходов [Текст] / B.C. Дубровский, У. Э. Виестур / Рига: Зинатне, 1988. - 204 с.
Архипченко, И. А. Оптимизация процесса компостирования и влияние биокомпостов на урожай [Текст] / И. А. Архипченко, О. В. Орлова // Агрохимический вестник, 2001. – № 5. – С. 22-24.
Стребков, Д. С. Биогазовые установки для обработки отходов живот- новодства [Текст] / Д. С. Стребков, А. А. Ковалев / Техника и обору-дование для села, 2006. - №11. – С.28-30
Веденев, А. Г. ОФ «Флюид» Биогазовые технологии в Кыргызской Республике [Текст] / А. Г. Веденев, Т. А. Веденева/ Б. Типография «Евро», 2006. — 90с.
Щербо, А. С. К вопросу об использовании биогаза в качестве источни-ка энергии [Текст] А. С. Щербо // Сборник трудов молодых ученых первого международного экологического конгресса (третьей между-народной научно- технической конференции) «Экология и безопас-ность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов ELPIT 2007», Тольятти, 2007. – Т. II.
– 433 с.
Эдер, Б. Биогазовые установки. Практическое пособие. Основы пла- нирования. Строительство. Типы установок. Экономическая обосно-ванность [Текст] / Б. Эдер, Ш. Хайнц. – 2006. – 218 с.
Руководство по эксплуатации. ОФ "Флюид", "Биоэнергетические мо-дули для анаэробного сбраживания навоза типа БЭМС с реакторами объемом 5,0; 25,0; 50,0; 100,0 м3"[Текст] /2004г.- 47с.
Шишкин, Н. А. Малые энергоэкономические комплексы и возобнов- ляемые источники энергии [Текст] / Н. А. Шишкин М.: Готика, 2000.- 147с.
Биогаз-85. Проблемы и решения [Текст] / Мат

в соотношении 1:1, общей влажностью 92%, что является оптимальной влажностью для обработки сырья в биореакторе. Поступая вмацератор 9, измельчаются имеющиеся в со- ставе биомассы длинные волокнистые включения и одновременного отделяют- ся тяжелые примеси. Далее, героторный насос 10, перекачивает биомассу и диспергатор 11, тонко измельчает биомассу и создает однородную смесь. Си- стема обработки сырья - это циклическое измельчение, при котором биомасса измельчается до необходимых размеров частиц. Пока биомасса находится в ем- кости 6, она периодически перемешивается автоматической мешалкой 7. Во время измельчения биомассы в емкости 6 выделяется углерод, выход СО2 про- ходит по трубе 13. Когда биомасса достигает необходимого размера измельче- ния, нижний клапан 12 закрывают и открывается верхний клапан 12, где из- мельченный субстрат перекачивают в метантанк.
Таким образом, функциональная схема первичной подготовки и измель- чения биомассы КРС в биогазо