Научная статья на тему 'Технология переработки свекловичного жома с использованием биоэнергетической установки'

Технология переработки свекловичного жома с использованием биоэнергетической установки Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
1369
179
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БИОГАЗ / СВЕКЛОВИЧНЫЙ ЖОМ / БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ / АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА / САХАРНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ / ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ / BIOGAS / SUGAR BEET PULP / BIOENERGY INSTALLATIONS / ALTERNATIVE ENERGY / SUGAR PRODUCTION / ENERGY CONSUMPTION

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Дыганова Р. Я., Зайнашева З. Р.

Авторами проведено исследование одного из крупнейших предприятий сахарной промышленности республики Татарстан, мощность переработки которого составляет 4 тыс. тонн свеклы в сутки. Предложено дополнить существующую технологическую схему биоэнергетической установкой. Проведены расчеты, доказывающие, что внедрение предлагаемой биотехнологии позволит получить ценные продукты и решить задачи комплексного использования сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Дыганова Р. Я., Зайнашева З. Р.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

BEET PULP PROCESSING TECHNOLOGY USING BIOENERGETIC MACHINERY

The authors has made a research of one of the largest enterprises in the sugar industry of the Republic of Tatarstan, the processing capacity is 4 th. Tons per day. Authors propose to complete the structural scheme by bioenergy plant. The calculations proving that implementation of the proposed biotechnology will provide valuable products and to meet the challenges of complex use of raw materials.

Текст научной работы на тему «Технология переработки свекловичного жома с использованием биоэнергетической установки»

МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ АДАПТАЦИЯ ЭРИТРОЦИТАРНЫХ ОКСИДОРЕДУКТАЗ К ВОЗДЕЙСТВИЮ ГЛУТАТИОН-СОДЕРЖАЩИХ ДИНИТРОЗИЛЬНЫ1Х КОМПЛЕКСОВ

ЖЕЛЕЗА

Давыдюк А.В., Мартусевич А.К., Соловьева А.Г., Каримова Р.Г.

Резюме

Целью работы явилось изучение активности некоторых оксидоредуктаз крови животных с термической травмой при введении динитрозильных комплексов железа (ДНКЖ). Исследование проведено на 30 крысах линии Вистар, 10 из них были включены в интактную группу, остальным наносили термическую травму. Животным контрольной группы (n=10) лечение осуществляли ежедневными инфузиями физиологического раствора. Крысы основной группы (n=10) получали ДНКЖ в физиологическом растворе (1:9). На 3 и 10 сутки в крови определяли физико-химические показатели, характеризующие состояние энергетического метаболизма. Установлено положительное действие ДНКЖ на энергетический метаболизм эритроцитов, реализующееся посредством регуляции активности лактатдегидрогеназы и наблюдающееся уже к 3 суткам послеожогового периода.

METABOLIC ADAPTATION OF OXIDOREDUCTASES OF ERYTHROCYTES TO GLUTATHIONE-CONTAINING DINITROSYL IRON COMPLEXES

Davyduk A.V., Martusevich A.K., Soloveva A.G., Karimova R.G.

Summary

The aim of this work is estimation of action of dinitrosyl iron complexes (DNIC) on rats blood energy metabolism at combined thermal trauma. We studied 30 Wistar rats, divided into 3 groups: intact (n=10), control (n=10) and main (n=10) group. We modeled combined thermal trauma (skin burn + thermoinhalation damage) in animals of control and main groups. Rats of control group got a infusions of sodium chloride solution (n=10) every day. Rats of main one got infusions of DNIC solution in sodium chloride. In blood samples we studied activity of lactate dehydrogenase in direct and reverse reaction, lactate level and coefficients of substrate provision and energy reactions balance. It was stated, that DNIC clearly normalized erythrocytes energy metabolism from third day after trauma.

УДК 53:664.1:577.3

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Дыганова Р.Я. - д.б.н., профессор; Зайнашева З.Р. - магистрант Казанский государственный энергетический университет e-mail: starburned7@yandex.ru

Ключевые слова: биогаз, свекловичный жом, биоэнергетические установки, альтернативная энергетика, сахарная промышленность, энергопотребление

Key words: biogas, sugar beet pulp, bioenergy installations, alternative energy, sugar production, energy consumption

В настоящее время утилизация органических отходов представляет собой экологическую проблему. Особенности технологии переработки свеклы

предполагают масштабное образование

вторичных сырьевых ресурсов и отходов [1].

На сегодняшний день совокупный выход жома слишком велик для того, чтобы его можно было полностью гранулировать

и в дальнейшем использовать в качестве корма или кормовой добавки для сельскохозяйственных животных. К тому же, гранулированный жом не пользуется повышенным спросом и не всегда выдерживает конкуренцию с фуражным зерном [2].

Весьма перспективным способом утилизации жома является его использование в качестве сырья для биогазовых установок, с целью получения биогаза и высококачественных удобрений.

Производство биогаза из

органических отходов позволяет решать одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую и экологическую.

Производство биогаза сокращает выбросы метана в атмосферу, снижает применение химических удобрений, уменьшает нагрузку на грунтовые воды [3].

Целью данного исследования является анализ перспективности использования свекловичного жома в качестве субстрата для биоэнергетической установки предприятия, мощность которого составляет 4 тыс. тонн переработки свеклы в сутки. В связи с этим в задачи исследования входит оценка выбранного субстрата и расчет биоэнергетической установки.

Материал и методы. Исследуемое предприятие производит из свекольной массы сахарный песок и дрожжи. Источниками тепловой и электрической

Одним из важнейших факторов процесса сбраживания является поддержка оптимальной температуры. Для биогазовой установки, работающей на свекловичном

энергии на сахарном заводе является ТЭЦ с котлами на природном газе.

Ежедневно на предприятии образуется до 3320 тонн жома. После прессования получают 1112 тонн жома. Прессованный жом в количестве 132,8 тонн отправляется в грануляционный комплекс, остальная масса вывозится автомашинами в жомохранилища.

Результаты исследований. Для реализации проекта биоэнергетической установки на предприятии необходимо дополнить существующую структурную схему биоэнергетическим комплексом двухступенчатого брожения с общим объемом реакторов 30 м3, способным принять до 1112 тонн свекловичного жома в сутки.

Подобранная биогазовая установка состоит из двух параллельно работающих реакторов диаметром 26 м по 10 тыс. м3. Реактор процессов гидролиза и кислотообразования представляет собой закрытый, газонепроницаемый, полностью герметичный железобетонный резервуар с монолитным сводом. Конструкция теплоизолируется слоем утеплителя, рассчитанного под климатическую зону. Перемешивание биомассы внутри реактора производится наклонными и погружными мешалками.

Технические характеристики

биоэнергетического комплекса

представлены в таблице 1.

жоме, оптимальным является мезофильный температурный режим в диапазоне 34 -37°С.

Подогрев реактора ведется теплоносителем.

Таблица 1 - Технические характеристики биоэнергетического комплекса

Характеристики Ед.измерения Значение

Производительность по сырью т/сутки 1112

Выход биогаза м/сутки 133440

Потребляемая электр .мощность кВт 500

Потребляемая тепловая мощность кВТ

При -15 6500

При +15 2000

Количество и объем реакторов & 3 шт*м 3*10000

Обслуживающий персонал человек/смен 1/3

Занимаемая площадь га 5

Выход твердых биоудобрений(70% влажности т/сутки 372

Выход жидких биоудобрений(99% влажности т/сутки 775

Система подогрева представляет собой сеть трубок, находящихся внутри стенки реактора, либо на ее внутренней поверхности. Подогрев теплоносителя ведется от котельной ТЭЦ. На подогрев реакторов расходуется не более 25% образующегося биогаза.

Влажность субстрата играет основополагающую роль при выборе способа его переработки в биогазовой установке. От содержания сухого вещества зависит количественный выход биогаза (табл.2).

Таблица 2 - Влажность жома при различных процессах. Содержание сухих веществ

Процесс Влажность, % Сухие вещества, %

¡.Горизонтальная диффузия 92-94 5-6

2.Прессование 82-83 17-18

3.Гранулирование 65-75 25-32

Влажность биомассы для анаэробного сбраживания рекомендуют поддерживать на уровне 85% в зимнее время и 92% в летнее. По этому показателю свекловичный жом является одним из самых оптимальных субстратов.

При оценке эффективности использования субстрата в качестве сырья для биоэнергетической установки, следует учитывать, что только из органической части сухой массы может быть получен биогаз. Поэтому содержание органической сухой массы в соотношении с общей массой является основным критерием для выбора субстрата. Соотношение влажности и сухого вещества в прессованном свекловичном жоме оптимально для проведения процесса анаэробного сбраживания.

Ниже дается описание

биотехнологии, рекомендуемый для типового сахарного завода

производственной мощностью переработки 4000 тонн свеклы в сутки. Прессованный жом в количестве 132,8 тонн

транспортируется в жомогрануляционный комплекс, а 1112 тонн транспортируется в приемный резервуар биогазовой станции, где доводится до температуры 370С, оптимальной для мезофильного

сбраживания. Полученная масса насосами перекачивается в блок реактора , где постепенно происходит многоступенчатое анаэробное разложение органических веществ, входящих в состав жомоводяной массы. В результате анаэробного разложения выделяются биогаз и биологические удобрения. Полученный газ очищается от серы и прочих примесей

ЛИТЕРАТУРА: 1. Белостоцкий, Л.Г.

путем подачи воздуха в верхнюю часть реактора, а органический остаток разделяется в сепараторе и накапливается в сифоне для удобрений. Очищенный биогаз попадает в газгольдер - купол реактора, являющийся резервуаром для его хранения и накопления, после чего сушится, компрессируется и отправляется в котельную установку ТЭЦ, оснащенную вертикально- водотрубными котлами типа ДКВР, паропроизводительностью 10 тонн/час.

Расчеты показывают, что при запуске описанной биогазовой установки возможно производство биогаза в объеме 133440 м3 в сутки с содержанием метана 55-60%, что эквивалентно 320256 кВт*ч выработки электроэнергии в сутки, а также получение твердых биоудобрений в размере 372 тонн в сутки и жидких биоудобрений в размере 775 тонн в сутки при расчете выработки 120 м3 биогаза с 1 тонны свекловичного жома и получения 2,4 КВт*ч из 1 м3 биогаза. Для оптимальной производительности (20т/час) необходимо сжигать дополнительно природный газ. Добавление 9% (по отношению к объему сжигаемого биогаза) природного газа позволит получить недостающую мощность в количестве 3,1 МВт.

Заключение. Использование

процессов анаэробной ферментации органических отходов сахарной

промышленности в специально

сконструированных биогазовых установках позволит решить экологические и экономические проблемы, связанные с утилизацией этих отходов, а также снизить энергопотребление.

Образование и пути использования вторичных

материальных ресурсов сахарной промышленности / Л.Г. Белостоцкий, В.А. Лагода, А.А. Савун. - М., 1988. 2. Баадер, В. Биогаз: Теория и практика / В. Баадер, Е. Доне. - М., Колос, 2002. 3. Волиханова Г. Культура клеток и биотехнология растений / Волиханова Г., Рахимбаев И. - Алма-Ата, 1989. 4. Зайнашева, З.Р. Использование альтернативных источников энергии в целях снижения энергопотребления предприятий сахарной промышленности / Зайнашева З.Р.: Материалы IX Международной научно-практической конференции «Тинчуринские чтения». -Казань, 2014.

ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

БИОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

Дыганова Р.Я., Зайнашева З.Р.

Резюме

Авторами проведено исследование одного из крупнейших предприятий сахарной промышленности республики Татарстан, мощность переработки которого составляет 4 тыс. тонн свеклы в сутки. Предложено дополнить существующую технологическую схему биоэнергетической установкой. Проведены расчеты, доказывающие, что внедрение предлагаемой биотехнологии позволит получить ценные продукты и решить задачи комплексного использования сырья.

BEET PULP PROCESSING TECHNOLOGY USING BIOENERGETIC MACHINERY

Dyganova R.Y., Zaynasheva Z.R.

Summary

The authors has made a research of one of the largest enterprises in the sugar industry of the Republic of Tatarstan, the processing capacity is 4 th. Tons per day. Authors propose to complete the structural scheme by bioenergy plant. The calculations proving that implementation of the proposed biotechnology will provide valuable products and to meet the challenges of complex use of raw materials.

УДК 619: 616.98:578.882.11+619:615.3:636.2

ИСПЫТАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАНОЙ ВАКЦИНЫПРОТИВ ХЛАМИДИОЗА РОГАТОГО СКОТА

Евстифеев В.В. - к.в.н., доцент, зав лабораторией Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности

г. Казань, тел.(843) 239-53-49

Ключевые слова: хламидиоз, адъюванты, эмульсионная вакцина,животные, антигенная активность.

Key words: Chlamydia, adjuvant, emulsion vaccine, animals, antigenic activity.

Известно, что успешная ликвидация хламидиоза в животноводческих хозяйствах возможна только на фоне

противохламидийного иммунитета, что обуславливает применение вакцин[4]. Но, в связи со слабой иммуногенной активностью хламидийных антигенов возникает необходимость использования

адъювантовпри их конструировании [5,6].

Ранее была разработана технология получения инактивированных

эмульсионных вакцин против хламидиоза (патент РФ №2301682 06.2007), в составе которой применяется НАФ. На основе этой технологии были созданы и внедрены в ветеринарную практику ряд биологических препаратов для специфической

профилактики хламидиоза рогатого скота и

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.