Косенко Т. В.

Сортировать по умолчанию названию
  • ВИКОРИСТАННЯ РОСЛИННОЇ БІОМАСИ ДЛЯ СТВОРЕННЯ ТВЕРДОГО ПАЛИВА НОВОГО ПОКОЛІННЯ

    Метою даної роботи є дослідження використання альтернативних видів палива, створених на основі відходів лісопереробної галузі та сільськогосподарського виробництва. Наявність в Україні твердопаливних котлів з різними технологіями спалювання робить використання відновлюваних джерел енергії суттєво привабливішим порівняно з газом, вугіллям або мазутом. Характеристики палив наведені у таблиці 1. Традиційно тверді види палива використовують для прямого спалювання у непідготовленому вигляді. Недоліками такого способу є сезонність надходження біомаси та значні витрати на її транспортування та зберігання. Переробка природних біоматеріалів у паливні брикети, пелети або гранули вирішує одразу ряд проблем. Наприклад, паливні брикети з соломи маючи на одиницю об’єму майже в 10 разів більшу теплотворну здатність, дозволяють автоматизувати процес завантаження у топку і знизити затрати на зберігання. При цьому, затрати енергії на виробництво гранул становить 3% (при перегонці нафти аналогічні витрати дорівнюють 10%, а при виробництві електроенергії – 60%). Теплота згоряння гранульованого палива складає 18-19 Ккал/кг, що у 1,5 рази більше ніж у природного палива. Ефективність згоряння гранул та брикетів у котлах підвищується – кількість зольного залишку становить 0,5-1,0% вихідного об’єму палива [1]. Слід зазначити, що ринкова вартість енергії , отриманої з твердого біопалива суттєво менша вартості енергії природного газу. До того ж місцева сировина (тирса, тріски, солома, очерет, соняшникова лусга, кора тощо) не потребує значних затрат на її доставку. Термічна біоконверсія палива може здійснюватися за трьома напрямками: пряме спалювання, газифікація і піроліз. Серед зазначених технологій найбільшої уваги заслуговує переробка біопалива у котлах- газогенераторах піролізного типу, у яких під впливом високої температури і при недостатній кількості оксигену вуглецеві ланцюжки біомаси розкладаються на горючу газову складову і твердий залишок. Конструкція і принцип дії піролізного котла наведений на рис.1. 1–місце для електронагрівальних елементів, 2– теплообмінник, 3 – шибер розпалу,4– завантажувальна камера, 5 – спіраль аварійного охолодження, 6 – пульт керування, 7– вентилятор (димосос), 8 – плита топки, 9 – камера згорання, 10 – регулятор тяги, 11 – розповсюджувач полум’я. Рисунок 1 Висновок. Завдячуючи заміщенню природного газу підготовленим твердим паливом місцевого походження досягається значна економія коштів, утилізуються відходи лісотехнічного та сільськогосподарського виробництва, зменшується екологічне навантаження на біосферу.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ КОНЦЕНТРУВАННЯ МІКРОБНИХ СУСПЕНЗІЙ

    Вступ. Серед різних способів виділення біомаси дріжджів, найбільш відомими являються гіромеханічні і теплотехнічні. До механічних можні віднести фільтрацію, відстоювання, сепарування, розділення на гідроциклонах і інші способи. До теплотехнічних способів можна віднести випарювання і сушку. Матеріали і методи Зі всіх способів видалення зайвої вологості найбільш прийнятними для отримання сухих товарних дріжджів являється технологія, що включає в себе процеси флотування, сепарування, фільтрація, випарювання і сушка. Кожен із них придатний на певній стадії зневоднення: для низьких концентрацій дріжджів в суспензії найкращим являються флотування і сепарування, а для згущеної дріжджової суспензії – фільтрація, випарювання, сушка. Крім технічної придатності того чи іншого способу, кожний з них слід оцінювати по економічної доцільності (капіталовкладення, витрати пари, електроенергії, робочої сили тощо). Шляхом економічної і технічної оцінок різних способів видалення вологи визначилися найбільш доцільні технологічні варіанти: I флотування, сепарування, випарювання сушка; II флотування, сепарування, фільтрація, сушка; III флотування сепарування, сушка; IV сепарування, випарювання сушка; V сепарування, сушка. Всі ці варіанти практично використовують на сучасних заводах. Флотаційний спосіб виділення дріжджів із відпрацьованого середовища в промисловості найбільш поширений. При цьому способі виділення дріжджів із суспензії здійснюється шляхом її спінювання. Флотаційний спосіб виділення дріжджів має ряд переваг перед сепараційним: значно скорочується кількість дорогих сепараторів і відповідно скорочуються капіталовкладення; скорочуються витрати на експлуатаційні потреби у зв’язку з зменшенням кількості обслуговуючого персоналу, витрат на ремонт сепараторів, витрат електроенергії; надаються можливості більш надійно забезпечити неперервний процес виділення дріжджів. Дослідами встановлено, що при періодичному спінюванні максимальна концентрація дріжджів в піні спостерігалась на 20-й хвилині емульгування. Витяг дріжджових клітин із суспензії в піну залежить від структури і способу її утворення. Чим менші осередки піни, тим більше поверхня розділу фаз і, відповідно, кількість дріжджових клітин, яке може бути сорбоване. З іншої сторони, чим менші осередки піни, тим більша величина поверхні розділу фаз, яка припадає на одиницю об’єму повітря в піні. Руйнування дрібнокомірчастої піни, спливаючої у верхні шари, призводить до утворення великих бульбашок. При цьому поверхня розділення фаз різко зменшується. Внаслідок цього збільшується ступінь адсорбційного насичення піни дріжджами. При руйнуванні великокомірчастих бульбашок об’єм повітря диспергованого у об’ємі рідини, зменшується. Піна опадає і в утвореній з неї рідині зростає концентрація дріжджових клітин . Чим більший вміст дріжджів в піні, тим більша кількість газу, виділяється із одиниці об’єму дріжджової суспензії. Збільшення кількості газу в піні і, відповідно, зменшення вмісту в ній рідини протікає майже прямолінійно. Величина втрат дріжджів з культуральною рідиною збільшується з зростанням концентрації їх в дріжджовій суспензії. Розділяючи дріжджову суспензію в флотаторі на дріжджовий концентрат в кількості 1/3 – 1/4 від загальної кількості і на освітлену культуральну рідину в кількості 2/3 – 3/4, розміри втрат дріжджів з культуральною рідиною можуть сягати 4-7%. Висновки. На флотаційну здібність біомаси впливають морфологічні властивості використованого штаму дріжджів, їх розмір, схильність до агломерування тощо. Велике значення має конструкція флотатора. Найкращі результати отримані при величині коефіцієнта флотування , що коливається від 3 до 4, іноді доходячи до 6. Особливо добре флотуються дріжджі, схильні до створення агломератів клітин.

    Переглянути
  • АНАЛІЗ ЗАСТОСУВАННЯ ВІДЦЕНТРОВОГО РОЗДІЛЕННЯ У МІКРОБІОЛОГІЧНОМУ ВИРОБНИЦТВІ

    З метою інтенсифікації виділення дріжджових клітин з культуральної рідини використовується процес центрифугування зрілих суспензій. При цьому у залежності від властивостей неоднорідних систем може застосовуватись або відцентрове фільтрування, або відцентрове осадження твердої фази. Зазвичай відцентровим фільтруванням відділяють кристалічну або аморфну фазу від дисперсійної фази грубодисперсних суспензій. При необхідності розділення емульсій або непридатних до фільтрування суспензій використовують центрифуги відстійного типу. Для порівняння і характеристики ефективності роботи центрифуг використовується т.з. індекс продуктивності:    F Fr ; де F – поверхня розділення; Fr – фактор розділення. Продуктивність центрифуг зростає при збільшенні кількості обертів барабана та його висоти, а для збільшення ефективності процесу відцентрового осідання доцільним є ділення живлення апарата на тонкошарові паралельні потоки. Підвищення ефективності розділення досягається раціональним вибором частоти обертання ротора, зміни швидкості подачі та відведення продуктових потоків, вибору оптимальної відстані між відстійними поверхнями апарата. Високими значеннями індекса продуктивності відрізняються центрифуги з ножовим зніманням осаду. Такі апарати завдяки своїй універсальності можуть бути використані для розділення суспензій різної дисперсності та вмісту твердої фази. Конструктивно та за принципом дії близькими до осаджувальних центрифуг являються рідинні сепаратори, призначені для розділення суспензій та емульсій. Використання сепараторів дозволяє суттєво підвищити інтенсивність концентрування мікроорганізмів при незмінній якості згущеної суспензії. Для визначення швидкості осідання частинок у сепараторі застосовували рівняння: де n – кількість обертів барабана, 1/хв.; ч – густина частинок твердої фази, кг/м3 ; p – густина рідкої фази, кг/м3 ; p – коефіцієнт динамічної в’язкості рідкої фази, Пас; R – радіус барабана сепаратора, м; d – діаметр частинок твердої фази, м. За наведеним рівнянням ефективність процесу сепарування значно збільшується з ростом частоти обертання ротора, його геометричних розмірів, розмірів частинок твердої фази та різниці густин твердої і рідкої фази. Суттєвим недоліком сепараторів є досить висока схильність їх до засмічуваності і, врешті, до практично повного перекриття поперечного перетину мундштуків та міжтарілкового простору механічними включеннями або загиблими клітинами. Тривалість безперервної роботи сепараторів залежить значною мірою від якості вихідної суспензії та правильної експлуатації. У середньому період між послідовними чистками апарата становить 12 – 24 години. Ефективність використання сепараторів на стадії концентрування суспензій зростає із застосуванням попередніх стадій очищення неоднорідних систем, що підлягають розділенню. Так, при введенні у якості попередньої стадії процесу флотації, суспензія звільнюється від більшої частини механічних домішок. Такий же результат досягається при попередньому пропусканні через ситчасті фільтри.На виробництві згущення суспензій до вмісту дріжджів 10 – 12 % за сухою речовиною здійснюється шляхом послідовної сепарації на 2 – 3 ступенях за різної варіації комплектування вузлів згущення.

    Переглянути