Вплив температурних режимів ферментації та седиментаційних параметрів субстрату на продуктивність біогазової установки

Abstract

Розглянуто вплив температурних режимів ферментації та седиментаційних параметрів субстрату на продуктивність біогазової установки. Враховано три стадії анаеробного процесу, а саме: кріофільну, мезофільну та термофільну. На седиментаційні характеристики полідисперсного середовища субстрату впливають його густина та розміри твердих частинок, а також швидкість обертання перемішувального пристрою в установці. Запропоновано математичну модель процесу отримання біогазу з врахуванням вихідних факторів, що впливають на продуктивність установки. За результатами чисельного моделювання отримано рівняння, що характеризують взаємозв’язок між продуктивністю біогазової установки та температурними та седиментаційними параметрами органічного субстрату. Побудовано графічні зображення поверхонь відгуків, що зображують залежність між цільовою функцією, та незалежними змінними, які подано температурою анаеробного бродіння, частотою перемішування й вологістю субстрату.

Рассмотрено влияние температурных режимов ферментации и седиментационных параметров субстрата на производительность биогазовой установки. Учтены три стадии анаэробного процесса, а именно: криофильную, мезофильную и термофильную. На седиментационные характеристики полидисперсного среды субстрата влияют его плотность и размеры твердых частиц, а также скорость вращения перемешивающих устройства в установке. Предложена математическая модель процесса получения биогаза с учетом исходных факторов, влияющих на производительность установки. По результатам численного моделирования получены уравнения, характеризующие взаимосвязь между производительностью биогазовой установки и температурными и седиментационными параметрами органического субстрата. Построены графические изображения поверхностей отзывов, изображающие зависимость между целевой функцией, и независимыми переменными, представленные температурой анаэробного брожения, частотой перемешивания и влажностью субстрата.

The influence of fermentation temperatures and sedimentation settings substrate for biogas production.Considered the three stage anaerobic process, namely kriofile, mesophile and thermophile. In polydisperse sedimentation characteristics of the substrate environment affect its density and size of particulate matter, as well as speed mixing device to install. A mathematical model of biogas with regard to speed, factors that affect the performance of the installation. The results of numerical simulations obtained regression equation describing the relationship between performance and biogas temperature and sedimentary organic substrate parameters. Constructed images of surfaces guest depicting the relationship between the objective function, optimization criterion and independent variables are presented anaerobic fermentation temperature, stirring speed and humidity of the substrate.