CC BY
9have been observed to have an affinity for resistant starch. This proximity brings the prebiotic in close proximity to the target probiotic and may increase the efficacy and even dose of the prebiotic required.
Conclusions
Most clinical trials conducted to date with symbi-otics do not meet the strict criteria established to determine the effectiveness of mixtures, active ingredients. Thus, most of the current data do not give the desired results, there are synergy effects of both components. However, the positive health benefits of both prebiotics and probiotics separately are increasing. This promises to find real synergistic interactions of synbiotics both in the treatment and prevention of diseases and in the maintenance of general well-being.
References
1. Mashkin M.I., Parish N.M. Technology of milk and dairy products. Kiev. 2006. 351 p.
2. Bondar M., Morklyak. V. Comparative characteristics of milk quality of different breeds of cows. Annals of Italy. 2020. №.8, P. 60-63.
3. Bubela T.Z., Stolyarchuk P.G., Pokhodilo E.V., Mikhaleva M.S., Vanko V.M. Methods and means of determining product quality indicators Lviv. 2012. 292p.
4. Malik O.V., Golets N.Yu., Malik Y.O. Analysis of modern methods of research of milk quality characteristics to ensure ecological safety of food products. Lviv. 2016. 315-320.
5. Greek O.V., Yushchenko N.M., Osmak T.G. Workshop on milk and dairy products technology. Kiev. 2015. 431.
6. Kochubey-Litvinenko O.V., Yushchenko N.M. Technology of production and primary processing of milk. Kiev. 2013. 211 p.
ТЕПЛОТЕХН1ЧНИЙ АНАЛ1З КОМПОЗИЦ1ЙНИХ ПАЛИВ НА ОСНОВ1 ФРЕЗЕРНОГО ТОРФУ
Скляренко €.В.
1нститут техн1чно'1 теплофизики НАН Украши, науковий ствробтник, кандидат техтчних наук
Воробйов Л.Й.
1нститут техн1чно'1 теплофизики НАН Украти, провгдний науковий ствробтник, с.н.с., доктор технгчних наук
THERMAL ENGINEERING ANALYSIS OF COMPOSITE FUELS BASED ON MILLING PEAT
Sklyarenko E.,
Institute of Engineering Thermophysics NAS of Ukraine,
Researcher, Ph.D. Vorobiov L.
Institute of Engineering Thermophysics NAS of Ukraine, Leading Researcher, S.R., D.Sc.
Анотащя
Представлено результати калориметричних дослщжень теплотехшчних характеристик композицш-них палив на основi фрезерного торфу в cyMrni з выходами оргашчного походження i розглянуто доцшь-нють !х використання в теплоенергетицг Запропоновано емтричну формулу для розрахунку нижчо! ро-бочо! теплоти згоряння композицшних палив у залежносп ввд масового вмюту !х складових. Таш компо-зицшш палива поряд з виршенням паливно! проблеми, можуть допомогти у розв'язанш проблеми yтилiзацil рiзних оргашчних вiдходiв, запобiгаючи забрудненню довк1лля цими выходами.
Abstract
The results of calorimetric researches of thermal technical characteristics of composite fuels on the basis of milling peat in a mix with wastes of an organic origin are presented and expediency of their use in heat power is considered. An empirical formula for calculating the lower operating heat of combustion of composite fuels depending on the mass content of their components is proposed. Such composite fuels, along with solving the fuel problem, can help solve the problem of recycling various organic wastes, preventing environmental pollution by these wastes.
Ключов1 слова: фрезерний торф, теплотехшчш характеристики, бомбова калориметрiя.
Keywords: milling peat, thermal characteristics, bomb calorimetry.
Вступ. Ефективне використання Bcix видiв енергоресурав е одшею з найважливших загально-державних задач в Укрш'ш. Ïï виршення базуеться на удосконаленш технолопчних процеав, впрова-дженш енергозбер^аючих технологiй, новоï тех-шки i альтернативних палив.
Одним з шляхiв економiï традицiйних палив (природний газ, нафта, кам'яне вугiлля) е використання в паливному баланс краши мiсцевих видiв палива ( буре вугшля, деревина, торф та бюмаса рь зного походження).
Разом з тим, за cipÍMKoro шдвищення вартосп енергоресурав та !x гострого дефiциту в УкраМ, вагомим чинником при фоpмyваннi обгрунтовано! щново! полiтики стае !x яшсть.
Основним кpитеpiем визначення якостi палив е !x теплота згоряння, тобто кшьшсть теплоти, що видiляеться при повному згоpяннi одиницi палива (кг-твердого, м3-газоподiбного) за наявно! волого-ctí i зольностi.
Тому зазначенi фактори е визначальними при визначенш як технолопчних паpаметpiв теxнологiй використання палива, так i конструктивних особли-востей обладнання для ix pеалiзащ!.
Метою роботи е ощнка теплотеxнiчниx характеристик фрезерного торфу i композицiйниx палив на його основ^ в сyмiшi з вiдxодами оpганiчного поxодження для визначення можливосп ix викори-стання в теплоенеpгетицi.
Застосована апаратура та методика досль джень. Для визначення теплоти згоряння палив, в останш роки, широкого застосування набули бом-бовi калориметри теплового потоку, або кондукти-внi калориметри [1]. В пpиведениx дослiдженняx був використаний кондуктивний калориметр ( марки КТС, розробки 1ТТФ НАН Укра!ни), який побудований на базi теpмоелектpичниx перетворю-вачiв теплового потоку [2].
Волопсть i зольнiсть дослiджyваного палива визначалися теxнiчним аналiзом, для чого викорис-товувалися ваги А500 фipми AXIS, шафа сушильна лабораторна СНОЛ - 3,5 та пч муфельна. Маса зра-зк1в дослвджуваного палива, пакувального паперу та запального дроту визначалися за допомогою ваг ВЛР - 20.
Методика проведення дослiджень i pозpаxyн-шв детально висвiтленi авторами в pоботаx [3, 4].
Об'ект досл1джень. 1снуе багатий свiтовий до-сввд одержання пари, тепла i електроенергп з твер-диx палив на основi торфу. Рацiональне перетво-рення енергетичного потенцiалy на корисну енер-гш, базуеться на спецiальниx дослiдженняx ix
теплотехшчних характеристик i розробцi ново! тех-нiки та технологiй ефективного використання.
Проте, не дивлячись на значш геологiчнi запаси торфу в УкраМ (2,2 млрд.т на площi до 1 млн.га [5]), на його долю приходиться всього б™ 0,3% вироблено! в краМ енергп.
Проблема широкого використання торфу (перш за все фрезерного, як найбшьш дешевого) ле-жить в його специфiчних теплотехнiчних характеристиках. Так, торф вщноситься до мюцевих низь-косортних палив з малою величиною теплоти згоряння (1300...2500 ккал/кг робочо! маси, це при тому, що теплота згоряння його горючо! маси, в се-редньому, складае бiля 5200 ккал/кг). Здебтш, таке зменшення теплоти згоряння пов'язано з наяв-ним баластом (зола i вода). Якщо середнiй склад горючо! маси торфу мало мшяеться, включаючи : 57% Сг, 6,0% Нг, 34,5% Ог, 2% №, 0,5% Sгл, з яких Vг = 68...70% е лети компоненти [6], то кшьшсть баласту змшюеться в доволi широких межах. На-приклад, мiнiмальна зольнiсть верхового торфу складае - 2...4%, перехвдного - 4...6%, а низинного - 6...18% [7]. Максимальна ж зольнють може сягати 20% i вище. Вмют сiрки в горючiй маа не переви-щуе 1,5% в низинному торфi i 1% - у верховому.
1ншим баластом торфу е вода. В природному сташ сирий торф мiстить 85...90% води, що суттево впливае на його основш теплотехнiчнi характеристики (волопсть, зольнють i теплоту згоряння).
Предметом даного дослвдження, е визначення зазначених характеристик, щодо твердих палив на основi фрезерного торфу, як1 дозволяють зробити висновок про яшсть i дощльнють !х використання в теплоенергетицi. Дослвдженню пiддавалися зразки торфу рiзного географiчного походження (В'етнам, Бiлорусiя, РФ та рiзних родовищ Укра!ни). Так, в таблищ 1 приведенi результати експериментальних i анал1тичних дослiджень теплотехнiчних характеристик ряду зразшв фрезерного торфу. Наведена в таблищ 1 шформащя ввдноситься до рiзних типiв торфу, не е узагальнюючою, а лише iлюструе рiзно-манiття властивостей торфу рiзного походження.
Таблиця 1
Результати дослвджень теплотехшчних характеристик фрезерного торфу рiзного географiчного походження
Назва характеристики Кра!на поxодження
Укра!на РФ В'етнам
Волопсть у сташ поставки, % 35,7 63,7 30,3
Зольнють у сташ поставки, % 24,0 3,13 26,8
Зольнють у сухому сташ, % 37,3 8,61 38,4
Теплота згоряння МДж/кг ккал/кг МДж/кг ккал/кг МДж/кг ккал/кг
Вища теплота згоряння у сташ поставки 5,18 1237 7,613 1818,68 9,93 2373
Нижча теплота згоряння у сташ поставки 3,47 828 5,582 1333,49 8,63 2062
Вища теплота згоряння у сухому сташ 8,06 1925 20,944 5003,34 14,25 3404
Нижча теплота згоряння у сухому сташ 6,75 1612 19,634 4690,39 12,94 3091
З отpиманиx даниx видно, що теплота згоряння дослiджyваниx зразк1в торфу у сyxомy сташ, навиъ при ввдносно однаковiй зольносп, вiдpiзняеться майже в 2 рази. Можна зробити висновок, що крт впливу баласту (волога i зола) на теплотеxнiчнi xа-
рактеристики торфу, ймовipно, значний вплив та-кож мають ботанiчний склад i термш утворення, глибина залягання.
Так, в таблищ 2 наведеш данi дослвджень теп-лотеxнiчниx xаpактеpистик низинного торфу, в за-лежностi ввд глибини його залягання. Позначення
зразшв: цифра - номер шурфу, лггера - глибина за-лягання: В - верх (0 - 15 см), С - середина (65 - 80 см), Н - низ (125 - 140 см).
Як видно, ввдхилення значень теплоти зго-ряння по висоп шурфу може складати до 40%, що в значнш м1р1 е наслщком р1зно! концентраци золо-вого баласту в склад1 торфу.
Тим не менш, як показують розрахунки, осно-вним чинником впливу на теплотехшчш характеристики торфу, е його волопсть. У таблицi 3 наведеш результати розрахункiв зольностi, вищо1' та нижчо1' теплоти згоряння торфу, в залежносп вiд змiни його робочо1' вологостi (Wр). Отриманi результати розрахуншв узагальнено графiками наведеними на рис.1.
Таблиця 2
Змiна теплотехтчних характеристик торфу в залежностi ввд глибини залягання
№ п/п Походження зразка Волопсть у сташ поставки, % Зольнють у сухому сташ, % Теплота згоряння при вологосп 15%, ккал/кг
зразка середня для шурфу Зразка середня для шурфу
1 1 В 63,40 9,84 5,43 3950 4163
2 1 С 88,0 2,27 4320
3 1 Н 85,71 4,19 4220
4 2 В 56,69 9,69 11,94 3950 3873
5 2 С 75,0 2,0 4330
6 2 Н 84,44 24,13 3340
7 3 В 63,80 31,49 13,39 3030 3825
8 3 С 85,88 5,4 4180
9 3 Н 87,85 3,29 4260
Таблиця 3
Результати розрахунк1в зольност i теплоти згоряння торфу, в залежност в1д його робочоï вологост
Робоча волопсть Wp, % Вмют водню Нр, % Зольнють Ар,% Вища теплота згоряння Нижча теплота згоряння
кДж/кг ккал/кг кДж/кг ккал/кг
0 6 8,6 20944 5003 19634 4690
5 5,7 8,2 19897 4753 18531 4427
10 5,4 7,8 18850 4503 17427 4163
20 4,8 6,9 16755 4003 15219 3636
30 4,2 6,0 14661 3502 13011 3108
40 3,6 5,2 12567 3002 10804 2581
50 3 4,3 10472 2502 8596 2054
60 2,4 3,4 8378 2001 6389 1526
70 1,8 2,6 6283 1501 4181 999
Рис. 1. Залежнгсть теплоти згоряння торфу eid його робочо'1 вологостг (Wp, %): 1 - вища теплота згоряння; 2 - нижча теплота згоряння.
Проблемою використання фрезерного торфу в теплоенергетищ, е також його др1бнозернистють 1 широкий фракцшний склад. Зпдно проведеного ситового анал1зу (табл.4), його середнш фракцшний склад майже на 90% складаеться з фракцш 1мм 1
менше, що суттево зменшуе енергетичну щшьшсть палива i потребуе спецiальних технологш та тех-нiки для його ефективного використання, зберь гання i транспортування.
Таблиця 4
Середнiй фракцшний склад ( >резерного торфу
Po3Mip частинок, мм Масова доля, %
5 0,32
3 3,63
2 8,97
1,6 0,75
1,0 14,96
0,16 47,92
0,063 12,91
Решта 11,24
Для покращення теплотехшчних характеристик, торф тддають природнш чи штучнiй сушцi, брикетуванню та грануляцп, що дозволяе:
- тдвищити теплоту згоряння i енергетичну щiльнiсть торфу;
- зменшити тепловi i шкiдливi викиди у до-вк1лля;
- застосувати механiзацiю i автоматизащю при спалюваннi, транспортуваннi i складуваннi, скоро-тити транспортнi витрати i площi для складування.
Показовою характеристикою любого твердого палива, по вщношенню до його балансу, е приведет значения вологосп та зольносп, тобто шль-к1сть вологи i мiнеральних домiшок на кшограм го-рючо! маси палива, або на 1000 ккал нижчо! теп-лоти згоряння. Так, аналiз практичного досвщу
спалювання твердих палив показуе, що при спалю-ваннi палива з приведеною вологiстю бiльше 20% i приведеною зольнiстю бiльше 10% виникають зна-чнi труднощi iз запалюванням i шдтриманням зага-льно! високо! температури згоряння, а це призво-дить до сильного охолодження топки i часткового чи повного затухания процесу горiння. В приведе-них дослвдженням, для порiвияния теплотехшчних характеристик використаний показник приведених значень загально! кiлькостi баласту (волога + зола). В таблищ 5 приведет порiвняльнi результати теплотехшчних характеристик, деяких зразшв, фрезерного торфу i брикетiв. Цiлком очевидно, що для зменшення показник1в приведених значень баласту, необхвдно витратити значну к1льк1сть енерге-тичного потенщалу вихiдного палива, що зменшуе ефектившсть його використання.
Таблиця 5
Результати дослiджень теплотехшчних характеристик фрезерного торфу i зразюв брикетованого палива на його основа
Во- Нижча теплота Приве-
Дослщжуваний зразок ло- riCTb, Wp,% Зольшсть, Ар,% теплота згоряння Qp^ ккал/кг дет зна-чення ба-ласту
Фрезерний торф м, Бшськ (РФ) 63,7 3,1 1333 50,11
Фрезерний торф (В етнам) 30,3 26,8 2062 27,7
Фрезерний торф ТОВ «Промгазтехнолопя» 22,9 17,4 2741 14,7
Торфобрикета ТОВ "ТИП "МАКШН" 19 24,2 2513 17,2
Торфобрикети ДП "Волиньторф" 20,8 19,3 2965 13,5
Торфобрикети ТОВ "Торф" 21,3 20,5 3130 13,4
Торфобрикети АТ "Захвденерго" 23,6 10,8 3059 11,2
Торфобрикети ТОВ "ТЕРРАЕКОЛЕНД С"(РБ) 12,2 20,7 3685 8,9
Торфобрикети ТОВ '^внеенергоальянс" 21,1 8,1 3905 7,5
Торфобрикети ТОВ "Рiвнеенергоальянс" 20,2 8,3 3867 7,37
Торфобрикети ТОВ "Крона - 1мпульс" 13,7 11,8 3744 6,8
Часто фрезерний торф пресують в сум^ з ш-шими выходами органiчних вiдxодiв. Це дае мож-ливiсть yтилiзyвати значну 1х шльшсть, наприклад, сiльськогосподарського та промислового виробни-цтва, якi безпосередньо не можуть бути викорис-танi для енергетичних цiлей, але як1 е значним дже-релом забруднення довк1лля. Теплота згоряння композицшного палива, що е сумшшю к1лькох компонентiв, як1 xiмiчно не реагують м1ж собою, може бути розрахована за формулою:
qg =
qi ж MMi 100
i=1
де Mi i qi - масовий вмiст та теплота згоряння i-того компоненту сyмiшi.
Теплотеxнiчнi характеристики деяких досль джуваних композицiйниx палив наведенi у таблищ 6.
n
Таблиця 6
Теплотехшчш характеристики композицшних палив на основi фрезерного торфу в сумiшi з выходами _органiчного походження_
Зразки композицшних палив Волопсть аналгг. проби Wa, % Вмют водню в аналт пробi На, % Теплота згоряння в бомб^ qs, кДж/кг Теплота згоряння
Аналогична проба У сухому сташ У сташ поставки
я яст а & lg Ei Й ик Вк Нижча qaH, кДж/кг я ff й ig Ei Й ик В I и' ^ S ff Д Нк я' с=т а а lg Ei Й ик В I м 1 S3 ff Д Нк
Фрезерний торф 15,1 8,3 14416 14340 12860 16910 15600 13040 11470
Торф'яш гранули 22,2 4,67 13757 13680 12119 17587 16277 13680 12119
Торф 60% + деревина 40% 14 5,15 16893 16830 15360 19610 18300 13140 11460
Торф 70% + тирса 30% 16,4 5,07 15190 15106 13599 18069 16737 15106 13599
Торф 70% + патр 30% 18,1 6,92 17512 17470 15517 21331 19486 17470 15517
Торф 70% + текстиль 30% 16,57 7.28 17874 17742 15748 21266 19360 17742 15748
В останш роки, для пiдвищення теплотехшч-них характеристик твердих палив, широкого поши-рення набувае метод термiчноl карбошзаци, або його ще називають торефiкацiею (обжарювання). Суть процесу полягае в тому, що тверде паливо (брикети, гранули i iн.) шддають термiчнiй обробцi при температурi 250...270 оС. При цьому частково видаляеться як вiльна, так i зв'язана волога, а також
частково видаляються лети сполуки (зв'язаний ву-глець, водень i кисень), що змшюе ввдносну конце-нтрацiю наявного леткого i нелеткого вуглецю та теплоту згоряння палива. Як видно з приведених в таблиц 7 даних дослвджень, теплота згоряння торе-фжованих палив може бути збiльшена бшьш як на 10%.
Таблиця 7
Результата дослвджень теплоти згоряння торефжованих торфобрикетiв
Зразок Вологiсть в станi поставки Вища теплота згоряння в сухому сташ Нижча теплота згоряння в сухому сташ
% МДж/кг ккал/кг МДж/кг ккал/кг
Торфобрикет без обро-бки 15,0 17650 4216 16340 3903
Торфобрикет з оброб-кою при 250°С 6,0 18411 4398 17102 4085
Торфобрикет з оброб-кою при 270°С 6,2 18666 4459 17356 4146
Торфобрикет з оброб-кою при 300°С 6,0 19189 4584 17879 4271
Висновки
Проведено дослiдження теплотехшчних характеристик низки зразк1в фрезерного торфу, брике-тованих i гранульованих палив та композицiйних палив на його основ^ в сумiшi з выходами оргашч-ного походження, а також палив яш пiддавалися те-рмiчнiй карбошзаци (торефкацп). Показано, що процес торефжаци дозволяе пiдвищити теплоту згоряння, наприклад, торфобрикетiв бiльш як на 10%. Дошльшсть використання композицшних палив в енергетичних шлях можна визначати аналгш-чно, розрахунком теплоти згоряння по приведенiй емприннщ формул1 i з врахуванням теплоти згоряння складових палива i показник1в гх баласту.
В робот зазначаеться, що поряд з виршенням паливно! проблеми, так1 композицiйнi палива мо-жуть допомогти у розв'язанш проблеми утил1зацп рiзних органiчних вiдходiв, запобiгаючи !х шюдли-вому впливу на довкшля.
Список лiтератури
1. Воробьев Л. И., Грищенко Т.Г., Декуша Л.В. Бомбовые калориметры для определения теплоты сгорания топлива. Инженерно-физический журнал. 1997., Т. 70. № 5. - С. 828-839.
2. Патент Украши на винахщ № 101716. Калориметр теплового потоку. Грищенко Т. Г., Декуша Л. В., Бурова З. А., Назаренко О. О., Воробйов Л. Й.; заявник i власник патенту 1ТТФ НАНУ; опублжовано: 25.04.2013.
3. Воробьев Л.И., Грабов Л.Н., Декуша Л.В., Назаренко О.А., Шматок А.И. Определение теплотворной способности биотопливных смесей. Промышленная теплотехника. 2011., Т.33, №4. - С. 8793.
4.Скляренко £.В., Воробйов Л.Й. Калоримет-ричний аналiз композитних палив з бюмаси на ос-новi соломи пшеницi. The scientific heritage. 2019., vol.1, №32. Р. 38 - 43.
5. "Торф Рiвненщини" Репональна програма розвитку торф'яно! галузi на 2001 piK та на перiод до 2010 року.
6. Толубинский В,И., Кочережко А.Н. Механизация сжигания твердых топлив в промышленных котельных установках. Киев. Изд-во Академии наук Украинской ССР, 1961. - 111с.
7. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования. Изд-во «Наука», 1971. - 358 с.
ЭКОЛОГИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИЛОВ ПРОБЛЕМЫ И РЕШЕНИЯ
Вохобов Р.А.
АндМИ.
Ассистент кафедры "Автомобилестроения"
Аминбоев А.
АндМИ
студент "Автомобилестроения и тракторстроения"
ECOLOGY IN THE PRODUCTION OF POLYMER MATERIALS PROBLEMS AND SOLUTIONS
Vokhobov R.,
AndMI.
Assistant of the department of "Automotive Engineering"
Aminboev A. AndMI
student of "Automotive Engineering"
Аннотация
Статья посвящена экологическим проблемам при производстве и эксплуатации полимерных материалов, их экологическим процессам и решению экологических проблем за счет вторичного использования.
Abstract
The article is devoted to environmental problems in the production and operation of polymeric materials, their environmental processes and the solution of environmental problems through recycling.
Ключевые слова: полимер, полиэтилен, композиционные материалы, экологические проблемы, производство.
Keywords: polymer, polyethylene, composite materials, environmental problems, production.
В результате развития науки и техники и повсеместного применения новых технологий в производстве усиливается воздействие человека на природу (антропогенное воздействие). Отношения между человеком и природой стали более сложными, и этот эффект достиг уровня, сопоставимого с природными факторами. Поэтому охрана окружающей среды - одна из самых актуальных проблем современности. Антропогенное воздействие на биосферу достигло такого уровня, что на Земле произошли естественные изменения, что сделало невозможным выживание некоторых регионов.
Цель работы: Экология при производстве полимерных материалов поиск проблем и решений.
Для достижения этой цели были определены и решены следующие задачи:
- Использование полимерных композиционных материалов в пищевой промышленности.
- экологические проблемы и пути их решения;
- влияние пластиковых отходов на окружающую среду;
- Технологические и экологические проблемы при производстве синтетических волокон и пути их решения;
- водорастворимые полимеры, их свойства и экологические проблемы в области применения и пути их решения;
Необходимо вводить конкурентоспособную систему образования в то время, когда наше государство является главным гарантом непрерывности и совершенствования образования. Следовательно, эффективность преподавания химии сегодня - это роль химии в решении важных проблем этого периода, сохранение природных ресурсов, качества воды, воздуха и почвы, соблюдение экологических норм и их соблюдение, короче говоря, интеграция экологических знаний. и образование. ... Для этого педагог должен полюбить свой предмет, познакомиться с литературой по экологии.
Полимерные материалы обычно представляют собой многокомпонентные системы, для создания которых используются различные полимерные компоненты. Производство полимерных материалов в состоянии удовлетворить производственные
