ВЛИЯНИЕ СЫРЬЯ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ НА ВЫХОД БИОГАЗА
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. История открытия биогаза 5
1.2. Свойства биогаза 6
1.3. Сырье для получения биогаза 9
1.4. Особенности установки по производству биогаза 12
1.5. Факторы, влияющие на процесс получения биогаза 13
1.6. Характеристики процесса получения биогаза 15
1.7. Стадия гидролиза при получении биогаза 17
1.7.1. Гидролиз белков 19
1.7.2. Гидролиз жиров 20
1.8. Субстрат для стадии гидролиза при производстве биогаза 21
1.9. Технологические параметры, необходимые для производства
биогаза 22
1.10. Биогаз как сырье для получения биоводорода 25
1.11. Классификация биогазовых установок 28
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 33
2.1. Объект исследования 33
2.2. Методы исследования 34
2.2.1. Метод прямого посева на твердые питательные среды (метод
Коха) 35
2.2.2. Метод микроскопического изучение морфологии
микроорганизмов 36
2.2.3. Метод выделение чистой культуры микроорганизмов 36
2.2.4. Метод окраска бактерий по Граму 38
2.2.5. Метод статистической обработки результатов 39
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
3.1. Общая численность микроорганизмов, выросших на различных питательных средах 42
3.1.1. Анализ пробы №1 43
3.1.2. Анализ пробы №2 45
3.2. Микроскопическое исследование микрофлоры субстрата для стадии
гидролиза при получении биогаза 46
3.2.1. Окраска бактерий по Граму 48
3.2.2. Посев микроорганизмов методом истощающего штриха 53
3.3. Статистическая обработка цифровых данных методом
дисперсионного анализа 56
3.4. Размер микроорганизмов 61
3.4.1. Размер микроорганизмов пробы №1 62
3.4.2. Размер микроорганизмов пробы №2 64
3.5. Выход биогаза 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 75
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 77
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1. История открытия биогаза 5
1.2. Свойства биогаза 6
1.3. Сырье для получения биогаза 9
1.4. Особенности установки по производству биогаза 12
1.5. Факторы, влияющие на процесс получения биогаза 13
1.6. Характеристики процесса получения биогаза 15
1.7. Стадия гидролиза при получении биогаза 17
1.7.1. Гидролиз белков 19
1.7.2. Гидролиз жиров 20
1.8. Субстрат для стадии гидролиза при производстве биогаза 21
1.9. Технологические параметры, необходимые для производства
биогаза 22
1.10. Биогаз как сырье для получения биоводорода 25
1.11. Классификация биогазовых установок 28
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 33
2.1. Объект исследования 33
2.2. Методы исследования 34
2.2.1. Метод прямого посева на твердые питательные среды (метод
Коха) 35
2.2.2. Метод микроскопического изучение морфологии
микроорганизмов 36
2.2.3. Метод выделение чистой культуры микроорганизмов 36
2.2.4. Метод окраска бактерий по Граму 38
2.2.5. Метод статистической обработки результатов 39
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
3.1. Общая численность микроорганизмов, выросших на различных питательных средах 42
3.1.1. Анализ пробы №1 43
3.1.2. Анализ пробы №2 45
3.2. Микроскопическое исследование микрофлоры субстрата для стадии
гидролиза при получении биогаза 46
3.2.1. Окраска бактерий по Граму 48
3.2.2. Посев микроорганизмов методом истощающего штриха 53
3.3. Статистическая обработка цифровых данных методом
дисперсионного анализа 56
3.4. Размер микроорганизмов 61
3.4.1. Размер микроорганизмов пробы №1 62
3.4.2. Размер микроорганизмов пробы №2 64
3.5. Выход биогаза 66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 69
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 75
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 77
Технический прогресс в развитии современного производства связан с поиском надежных, альтернативных, экологически чистых, возобновляемых источников энергии и создания энергосберегающих технологий. В настоящее время достижения микробиологии многообещающие во многих отраслях экономики РФ: в промышленности, в экологии, медицине, сельском хозяйстве и в энергетике. В частности, в энергетической отрасли используются новые источники биоэнергии, полученные на основе микробиологического преобразования веществ, извлечение из биомассы биогаза. Развитие микробиологии может значительно изменить промышленное и сельскохозяйственное производство, повысить эффективность использования природных ресурсов, решить экологические проблемы, в полной мере использовать новые альтернативные источники энергии. Возрастающий дефицит ископаемого топлива выделяет острую проблему создания и внедрения технологий, связанных с использованием возобновляемых источников энергии и биосистемам. Для этих целей используют растения и фототрофные микроорганизмы, которые с высокой эффективностью превращают солнечную энергию в энергию химических связей. Однако проблемы промышленного использования альтернативных источников энергии, о чем свидетельствует анализ библиографических данных, касаются переработки отходов животноводства.
Мировая практика переработки органических отходов, с целью получения биогаза ориентирована на переработку растительного сырья. Функциональная экономика РФ находится в других реалиях и ставит задачи по утилизации всех видов отходов. В этой связи наиболее сложные отходы животноводства, поскольку растения это продуценты и их органические вещества это продукты так называемой первой ступени органического синтеза. Животные включают растительные органические вещества в свой метаболизм. Поэтому в результате жизнедеятельности животных получаются очень сложные органические соединения. Но вместе с тем эти органические соединения, в химических связях которых аккумулировано большее количество энергии, которую и нужно, путем трансформации, она переводится в доступные в хозяйственной деятельности человека виды энергии. Данные обстоятельства ставят перед сотрудниками альтернативной энергетики РФ достаточно сложные вопросы модернизации традиционных схем получения биогаза с целью повышения эффективности выхода конечного продукта. В этой связи становится понятна роль изучения органической массы субстратов, в том числе животного происхождения, используемых при получении биогаза.
В связи с этим, целью работы является: изучение влияния сырья биогазовой станции на выход биогаза.
Для достижения этой цели нами были сформулированы следующие задачи:
1. дать описание сырью для получения биогаза;
2. сделать серию посевов субстрата стадии гидролиза на твердые питательные среды для определения до рода микрофлоры субстрата стадии гидролиза, взятых проб;
3. сопоставить микрофлору стадии гидролиза с опытными данными по выходу биогаза из различного сырья.
Мировая практика переработки органических отходов, с целью получения биогаза ориентирована на переработку растительного сырья. Функциональная экономика РФ находится в других реалиях и ставит задачи по утилизации всех видов отходов. В этой связи наиболее сложные отходы животноводства, поскольку растения это продуценты и их органические вещества это продукты так называемой первой ступени органического синтеза. Животные включают растительные органические вещества в свой метаболизм. Поэтому в результате жизнедеятельности животных получаются очень сложные органические соединения. Но вместе с тем эти органические соединения, в химических связях которых аккумулировано большее количество энергии, которую и нужно, путем трансформации, она переводится в доступные в хозяйственной деятельности человека виды энергии. Данные обстоятельства ставят перед сотрудниками альтернативной энергетики РФ достаточно сложные вопросы модернизации традиционных схем получения биогаза с целью повышения эффективности выхода конечного продукта. В этой связи становится понятна роль изучения органической массы субстратов, в том числе животного происхождения, используемых при получении биогаза.
В связи с этим, целью работы является: изучение влияния сырья биогазовой станции на выход биогаза.
Для достижения этой цели нами были сформулированы следующие задачи:
1. дать описание сырью для получения биогаза;
2. сделать серию посевов субстрата стадии гидролиза на твердые питательные среды для определения до рода микрофлоры субстрата стадии гидролиза, взятых проб;
3. сопоставить микрофлору стадии гидролиза с опытными данными по выходу биогаза из различного сырья.
На сегодняшний день биотехнологии в энергетике активно развиваются, активно внедряются биотехнологические производства и микробиологическая переработка возобновляемых источников сырья для производства альтернативных видов энергии. Это позволяет существенно изменить промышленное и сельскохозяйственное производство, повысить эффективность использования природных ресурсов, решить экологические проблемы, создать новые альтернативные источники энергии.
Первой и наиболее важной стадией получения биогаза является стадия гидролиза. На этом этапе сахара, жиры и белки преобразуются в меньшие органические соединения: аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты, и некоторые спирты. Важность этого этапа заключается в том, что большие органические полимеры слишком велики для усвоения микроорганизмами.
В результате исследования были получены микробиологические показатели субстрата для стадии гидролиза в производстве биогаза. Данные исследования проводились впервые для биогазовой станции «Лучки» компании «АльтЭнерго». Мы проанализировали основные сведения о стадии гидролиза в данном биотехнологическом производстве. Исследования проводились с учетом особенностей технологического процесса микробиологической переработки возобновляемого органического сырья. В ходе работы ознакомились с методами исследования микрофлоры микроорганизмов.
Микроскопическое исследование образцов субстрата для стадии гидролиза в производстве биогаза позволило определить до рода некоторые микроорганизмы, а так же вычислить их количественное содержание их в образцах. Выделить данные микроорганизмы в чистую культуру не удалось так, как в одной колонии микроорганизмов присутствовали как палочки, так и кокки. Разделить их при пересеве штрихом не удалось.
На основании проведенной работы были сделаны следующие выводы:
1. Сырьем для получения биогаза может служить широкий спектр
органических отходов: твердые и жидкие отходы агропромышленного комплекса, сточные воды, твердые бытовые отходы, отходы лесопромышленного комплекса. Состав сырья зависит от региональной направленности. Однако наиболее эффективным является использование отходов животноводческих и птицеводческих ферм, предприятий АПК и сточных вод.
2. В исследуемых пробах качественный и количественный состав микрофлоры был одинаковым. По критерию Фишера (с помощью программы Exsel) было установлено, что достоверные различия между пробами в количестве колонеобразующих единиц отсутствуют.
В ходе работы по морфологическим признакам колоний и размеру бактериальных клеток нам удалось установить следующие роды микроорганизмов: Ruminococcus, Bacteroides, Peptostreptococcus, Butyrivibrio, Escherichia, Pseudomonas.
3. Суммарный выход биогаза из субстрата, пробы которого мы исследовали, в соответствии с опытными данными компании «АльтЭнерго» должен составлять 13242-18825 м3.
Первой и наиболее важной стадией получения биогаза является стадия гидролиза. На этом этапе сахара, жиры и белки преобразуются в меньшие органические соединения: аминокислоты, простые сахара, жирные кислоты, и некоторые спирты. Важность этого этапа заключается в том, что большие органические полимеры слишком велики для усвоения микроорганизмами.
В результате исследования были получены микробиологические показатели субстрата для стадии гидролиза в производстве биогаза. Данные исследования проводились впервые для биогазовой станции «Лучки» компании «АльтЭнерго». Мы проанализировали основные сведения о стадии гидролиза в данном биотехнологическом производстве. Исследования проводились с учетом особенностей технологического процесса микробиологической переработки возобновляемого органического сырья. В ходе работы ознакомились с методами исследования микрофлоры микроорганизмов.
Микроскопическое исследование образцов субстрата для стадии гидролиза в производстве биогаза позволило определить до рода некоторые микроорганизмы, а так же вычислить их количественное содержание их в образцах. Выделить данные микроорганизмы в чистую культуру не удалось так, как в одной колонии микроорганизмов присутствовали как палочки, так и кокки. Разделить их при пересеве штрихом не удалось.
На основании проведенной работы были сделаны следующие выводы:
1. Сырьем для получения биогаза может служить широкий спектр
органических отходов: твердые и жидкие отходы агропромышленного комплекса, сточные воды, твердые бытовые отходы, отходы лесопромышленного комплекса. Состав сырья зависит от региональной направленности. Однако наиболее эффективным является использование отходов животноводческих и птицеводческих ферм, предприятий АПК и сточных вод.
2. В исследуемых пробах качественный и количественный состав микрофлоры был одинаковым. По критерию Фишера (с помощью программы Exsel) было установлено, что достоверные различия между пробами в количестве колонеобразующих единиц отсутствуют.
В ходе работы по морфологическим признакам колоний и размеру бактериальных клеток нам удалось установить следующие роды микроорганизмов: Ruminococcus, Bacteroides, Peptostreptococcus, Butyrivibrio, Escherichia, Pseudomonas.
3. Суммарный выход биогаза из субстрата, пробы которого мы исследовали, в соответствии с опытными данными компании «АльтЭнерго» должен составлять 13242-18825 м3.
Подобные работы
- ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФЕРМЕНТНЫХ ДОБАВОК НА
ПРОТЕКАНИЕ ПРОЦЕССА АНАЭРОБНОГО БРОЖЕНИЯ В
УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ
Магистерская диссертация, биотехнология. Язык работы: Русский. Цена: 5000 р. Год сдачи: 2018 - ПОДБОР И ОПТИМИЗАЦИЯ МЕТОДИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ МИКРОБНОЙ ДНК ИЗ СБРАЖИВАЕМОЙ МАССЫ БИОГАЗОВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Магистерская диссертация, биология. Язык работы: Русский. Цена: 4900 р. Год сдачи: 2018 - Снижение негативного воздействия на окружающую среду полимерных материалов и их компонентов с низкой стойкостью к поражению плесневыми грибами
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 5700 р. Год сдачи: 2019