автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Обоснование и разработка технологического процесса утилизации отходов птицеводства с использованием биогазовых установок

На правах рукописи

СВАЛОВА МАРИАННА ВИКТОРОВНА

ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПТИЦЕВОДСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

Специальность 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2009

003463474

Работа выполнена на кафедре «Технологии и оборудование пищевых и перерабатывающих производств» в ФГОУ ВПО «Ижевская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель:

доктор технических наук Владимир Вениаминович Касаткин

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Борис Иванович Вагин

кандидат технических наук Трутнев Михаил Алексеевич

Ведущая организация - Государственное научное учреждение «Северо - западный научно - исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ СЗНИИ-МЭСХ Россельхозакадемии)

Защита состоится 31 марта 2009 г. в 13 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д.220.060.06 в ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет» по адресу: 196601, Санкт - Петербург- Пушкин, Петербургское шоссе, д. 2, СПбГАУ ауд. 2. 719.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного аграрного университета, а с авторефератом на сайте www.spbgau.ru

Автореферат размещен на сайте и разослан 27 февраля 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. А. Смелик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В агропромышленном комплексе существуют предприятия повышенной экологической опасности, специфической характеристикой которых в настоящее время является то, что с наращиванием мощностей, увеличением объемов товарооборота, пропорционально возрастает их опасность для окружающей среды.

Представителем такого рода предприятий является птицеводческое хозяйство. Количество органических отходов, таких как куриный помет, скапливающихся на эффективно работающих птицефабриках, фактически превращает их в «экологическую бомбу» огромной разрушительной силы, отравляющую не только атмосферу самой птицефабрики, но и землю, и водные артерии, прилегающие к ней. По данным отечественных и зарубежных исследователей и практиков, используя прогрессивные технологии и правильно организовывая деятельность хозяйственного подразделения, руководители крупных птицефабрик могут превратить свои предприятия из «экологических бомб» в эффективные, экономически целесообразные и, главное, экологически чистые хозяйства. Основой такого перевоплощения является ценность утилизированных отходов, причем ценность многофакторная, так как утилизированный куриный помет используется для получения биогаза, а также является не только высокоэффективным многокомпонентным органическим удобрением, но и белковой кормовой добавкой и используется для выращивания шампиньонов

Актуальность отмеченной проблемы с её недостаточной теоретической и практической изученностью предопределила выбор темы диссертационного исследования.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.

Цель исследований. Обоснование энергосберегающей технологии утилизации птичьего помета на основе разработки и применении биогазовых установок.

Объект исследования. Птичий помет для получения высокоэффективного многокомпонентного органического удобрения и биогаза.

Предмет исследований. Экспериментальные и аналитические зависимости, характеризующие влияние параметров процесса на утилизацию отходов отрасли птицеводства.

Теоретической и методической основой диссертационного исследования послужили труды ведущих ученых и специалистов отрасли по исследуемой проблеме. В процессе решения отдельных задач применялись аналитический, графический и расчетно-конструкторский методы, а также методики по оценке экономической эффективности работы.

Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература и публикации зарубежных и отечественных изданий.

Научная новизна исследования и технические преимущества по сравнению с аналогичными отечественными и зарубежными достижениями.

/

Проблема до сих пор решается либо на уровне подходов к созданию опытных образцов разрозненного оборудования, либо формированию завода по переработке помета на основе технологий, недостаточно экологически безопасных.

Исходя из этого научная новизна включает:

- использование методики структурной оптимизации по схеме сети Петри при разработке технологического процесса утилизации отходов птицеводства;

- обоснование научной предпосылки возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

- обоснование полученных технологических закономерностей на основе микробиологической природы анаэробного распада, аккумуляции и использования энергии, освобождающейся в процессах утилизации отходов птицеводства;

- математическое моделирование процесса и получение научных зависимостей, расширяющих знания о разрабатываемом процессе;

- разработка модели утилизации отходов птицеводства с целью энерго- и ресурсосбережения на основе методики д.т.н Карпова В.Н.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основании проведенных теоретических и лабораторных исследований разработана, изготовлена и апробирована установка для утилизации отходов птицеводства на Глазовской птицефабрике, удовлетворяющая технологическим требованиям.

Защищаемые положения:

- структурная модель технологии процесса утилизации отходов птицеводства;

- научная предпосылка возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

- математическая модель процесса выработки биогаза, полученная на основе использования методики планирования четырехфакторного эксперимента;

- результаты экспериментальных исследований;

- теоретическое обоснование технологических закономерностей получения биогаза с использованием установок непрерывного действия;

- технико-экономическое обоснование целесообразности использования энергосберегающей технологии утилизации отходов птицеводства.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-практических конференциях: «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы», Ижевск, 2007; «Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летию вхождения Удмуртии в состав России», Ижевск, 2008г.

Публикации. Основные положения работы и результаты исследований опубликованы в 10 печатных изданиях, причем две статьи в изданиях рекомендованных ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 125 страницах машинописного текста, включая список использованных источников из 131 наименования, содержит 7 таблиц, 54 рисунка и 14 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение содержит краткое изложение вопросов исследуемой проблемы, сущность выполняемой работы и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе "Состояние вопроса и задачи исследования" на основе анализа научных и литературных источников исследуется проблема утилизации отходов птицеводства. В нашей стране недостаточно отработанных промышленных технологий, позволяющих масштабно решать проблему утилизации отходов птицеводства.

В этой связи поставлены задачи научных исследований: -разработать модель структурной оптимизации процесса утилизации отходов птицеводства с использованием графа сети Петри;

-обосновать научную предпосылку возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

-исследовать технологический процесс выработки биогаза в естественных и изотермических условиях и обосновать технологические закономерности на основе микробиологической природы анаэробного распада отходов птицеводства;

-разработать математическую модель процесса выработки биогаза на основе использования методики планирования четырехфакторного эксперимента;

-разработать модель утилизации отходов птицеводства, определяющую условия энергосбережения;

Во второй главе "Обоснование научной предпосылки возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия" с учетом микробиологических закономерностей процесса анаэробного сбраживания отходов птицеводства, выдвинута научная предпосылка возможности объединения в единый цикл трех стадий процесса.

В соответствии с научной предпосылкой при анаэробном сбраживании помета имеет место ступенчатость освобождения химической энергии окисляемого субстрата, так как процесс окисления связан с прохождением различных промежуточных стадий. Три стадии анаэробного превращения - мезафильную до 35°С, промежуточную 35...45°С и термофильную 45...55°С предлагается объединить в единую технологию на базе установки непрерывного действия.

К обоснованию научной предпосылки возможности объединения в единый цикл трех стадий технологии сбраживания отходов птицеводства представлены теоретические исследования процесса анаэробного сбраживания птичьего помета.

Фундаментальный вклад в изучение процесса анаэробного разложения помета составили классические исследования B.JI. Омелянского , проведенные им в начале прошлого столетия. Омелянскому B.JI. удалось установить, что в анаэробном разложении клетчатки принимают участие два вида бактерий. Одна из них образует среди продуктов сбраживания клетчатки значительные количества водорода, а другая— значительные количества метана. Первая форма была названа Омелян-ским Вас. cellulosae hydrogenicus. Другая форма получила название Вас. cellulosae methanicus.

Наряду с указанными бактериями, вызывающими брожение целлюлозы при температуре 30...35°С, встречаются в природе и целлюлозоразлагающие бактерии,

развивающиеся при более высоких температурах. Так, из экскрементов животных удалось выделить Вас. Cellulosae dissolvens, лучше всего разлагающую клетчатку при температуре 45...55°С.

Имшенецким А.А было показано, что ряд органических соединений фосфора способен аккумулировать энергию, освобождающуюся в окислительных процессах; однако подавляющее большинство их чрезвычайно неустойчиво в водном растворе. Только аденозинтрифосфорная кислота обладает определенной устойчивостью, и именно она выполняет основную функцию временного аккумулятора энергии. Каждая макроэргическая фосфатная связь равноценна примерно 40...48 кДж энергии.

Поскольку субстрат заражен инфекционным материалом (болотной жидкостью), споры метанового брожения прорастают с высокой скоростью. Мы полагаем, что в нашем случае на первой стадии утилизации птичьего помета сбраживание обусловлено действием мезафильных бактерий. После 35°С активность мезафиль-ных бактерий угасает. Дальнейшее участие энергии, аккумулированной в фосфатных связях, может происходить различными путями. В этот момент биомасса, зараженная болотной жидкостью, является средой для бактерий переходной стадии. В симбиозе с другими бактериями, когда развитие мезафильных бактерий еще не угасло и микрофлора среды благоприятна для их развития, прорастают термофильные бактерии.

В соответствии с предложенной научной предпосылкой объединения трех стадий цикла разработана модель структурной оптимизации в форме графа сети Петри. Для структурной оптимизации процесса анаэробного сбраживания применена логическая система правил, которая моделирует процессы рассуждения о связях образования из исходных материалов продукции и анализирует структуру процесса. При этом приемлемой теорией является логическая система правил и исчисления высказываний.

Q

Q

а 1- отходы птицеводства; а6-вторая секция реактора;

аг- активатор процесса; «7-третья секция реактора;

аз- источник подвода тепла; о^-биогаз;

щ- первая секция реактора; а^-удобрение;

а.%- перемешивающая система; аю-белковая кормовая добавка;

СС\ 1-шампиньоны.

Рисунок 1 Модель структурной оптимизации процесса в форме графа сети Петри В модели отражены три этапа процесса сбраживания отходов птицеводства. Показан цикл процесса получения высокоэффективного многокомпонентного орга-

нического удобрения, биогаза и использования выработанного субстрата для получения белковой кормовой добавки и выращивания шампиньонов.

Выработку газа в реакторе можно описать математической моделью

У = Ь0 +^Ь1х/

(1)

где Ь0 - общий эффект всего эксперимента; Ь,- эффекты факторов; -факторы.

Для вычисления коэффициентов модели (1) обычно используют метод наименьших квадратов. При использовании метода наименьших квадратов минимизируется следующая функция:

" Л

М=1

где^и и у, ■ соответственно экспериментальные и рассчитанные по уравнению (1) значения у в и-м опыте; N— общее число опытов.

Минимум функции находят приравниванием нулю частных производных:

дФ

0-,

дФ

= 0;

= 0;

дФ

дЬ0 " 5А, ' дЬ2 ' После дифференцирования и простейших преобразований получим так назы-

ваемую систему нормальных уравнений метода наименьших квадратов:

Ь , I ( дг 02 = I , X У .

ь . I * ,2 N = I, X У .

N N (3)

Ь 0 , х 1 X 2 . У .

Ь „ I х ' N = I , X , , У .

N N - I X У .

Каждый коэффициент может определяться и независимо от другого из своего

уравнения.

N V 1Л,Л Их У ,Уи ,Уи У .У.

< *"Ы * ~ ы (4) IX

или в общем виде

У " У„ ^ Г". ¡=0.2,3 IX ....к. (5)

Решение системы дает оценки неизвестных коэффициентов модели (1). В третьей главе « Программа и методика проведения экспериментальных исследований энергосберегающего процесса утилизации отходов птицеводства»

изложена программа экспериментальных исследований, методика проведения опытов и модель процесса утилизации отходов птицеводства с целью энергосбережения.

Для экспериментального обоснования научной предпосылки проведены исследования трех стадий анаэробного сбраживания птичьего помета. Программа экспериментальных исследований включает несколько этапов, предварительно одно-факторных, а в последующем многофакторных экспериментов.

На первом этапе исследования проводились в естественных условиях на лабораторной установке. Одновременно с загрузкой биомассы в реактор, она заражалась болотной жидкостью. Полученный в результате сбраживания биогаз, проходя через водный затвор, подавался в ресивер. Измерение давления биогаза производилось жидкостным манометром.

шланги; 10 - водный затвор; 11 -трубка; 6,12,13,14 - уплотнения, 15-вода; 16-манометр Рисунок 2 Компоновочная схема лабораторной установки получения биогаза

Второй и третий этапы включают исследования в изотермических условиях. На втором этапе исследований реактор устанавливали в термошкаф. На третьем этапе исследования проводились на экспериментальной установке (рисунок 3).

1 - реактор; 2 - шнек; 3 -бункер; 4- накопитель; 5 - крыльчатка; 6,7 - электродвигатель; 8 - ременная передача; 9 - датчик давления; 10 - датчик температуры; 11 - задвижка; 12 - счетчик газовый; 13 - сливное отверстие; 14 - система обогрева. Рисунок 3 Экспериментальная установка получения биогаза

В реактор подавалась шнеком сбраживаемая масса из бункера навозохранилища, связанного с наиэпителем. Для контроляпараметров процесса внутри иэрпуса реактор а устанавливались датчики температуры, давления и расходомер а. Периодически биомасса перемешивалась крыльчаткой. Полученный биогаз накапливался в ресивере. Удаление отработанной биомассы производило сьчерез сливное отверстие на днище р еактор а.

Для исследования процесса получения биогаз а использован а методика планирования много факторно го эксперимента. Реализован план Draper-lm small composite design и получен а математическая модель процесса выработки биогаза. Математическая модель, связывающая фитерий оптимизации с выбранными факторами, записывается в следующем виде:

y = f(T,T,u,K) (6)

Для оптимизации процесса входными параметрами выбраны факторы: X]-температураТ, С; Х2-гремят,часы; Х3-частота перемешивания и,раз вдень,Х4 - начальная концентрация акгаватора в шихте К, % . В качестве критерия оптимизации вЫэрана выработка биогаза, г (у). При использовании полного факторного эксперимента область определения факторовзаданауровнями.Интервалы и уровни варьирования факторов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Уровни интервалы варьирования факторов

Уровни Интервал варьи-

Факторы нижний Основной верхний рования

(-1) (0) (+1)

ХЬ'С 35 45 55 5

Хг,часы 8 64 128 1

Хз , раз в день 0 7 14 1

ОД 0,14 0,18 0,02

Выполнены теоретические исследования процесса сбраживания отходов птицеводства с целью энергосбережения. В качестве базовой методики использована у ни вер сальная диаграмма д.тл Карпова ВН., подтверждающая целесообразность применения ноюго организационного механизма энергосбережения, восногу юторого можетбьпъ положена фиксациядоли в доход ах раотёшых затратнаэнергиюнаначало эн ер го сб ер ежения.

В современных рыночных условиях производства на входе и выходе предприятия вводится параметр, называемый энергетическим индексом К, который равен доле затрат на энергию вдоходах,получаемых отреализации

QCT

К = — (7)

ЦП

где Qvl П - объёмы потребления энергии и производства продукции соответственно;

Ц - ценапродукции;

Ст - ценанаэнергию (тариф).

Непременным у шошем является также успоше постоянства на период реализации мер по энфго сбережению н анального знгнения доли энергии в доходах Кн. В универсальную диаграмм ВН. Карпова внесены неготорые дополнения, вызванные производственными условиями (рисунок4)

О

Отсутствие технологии утилизации отходов птицеводства приводит к тому, что предприятия несут огромные убытки, связанные с хранением, транспортировкой, вывозами помета на поля и ближайшие территории, штрафами Роспотребнад-зора, санитарно-эпидемиологических слуяб. В четвертом квадранте диаграммы (рисунок) мы отразили убытки, которые терпят птицеводческие предприятия при отсутствии технологии утилизации отходов, для этого использованадвойная ось координат. На горизонтальной оси координат у казаны расходы, связанные охранением, транспортировкой и штрафами.

В третьем квадранте так же использован а двойная горизонтальная ось координат. Она используется для расчета дохода, получаемого отпродажи газа населению, если такая потребность возникнет. В этом же квадранте другая горизонтальная ось использован а для расчета чистой прибыли, получаемой в случае продажи уже готового высомэ качественно го органического удобрениянаселению.

Убытки при ликвидации, связаны с демонтажем и монтажом оборудования, отсутствием прибыли.

При продаже высоко качествен нош многокомпонентного готового удобрения предприятиям и населению получается чистая прибыль, зависящая от цены продажи удобрения.

До сто верность основных выводов мо жет б ыть п о дтвер жд ен а с по мо щ ью у ни вер -сальной диаграммы в пространственной системе координат( рисунок5).

Рисунок 5 Универсальная диаграмма в пространственной системе координат

Рассмотрим верхнее полупространство. В первом октанте отражена энергетическая мощность предприятия. Во втором октанте показана зависимость получения удобрения от энергии, что характеризует энергоемкость продукции. В третьем октанте отражена зависимость вьработайного биогаза отобъема полученного удобрения. Энергосбережение обеспечивается за счет того, что биогаз, выработанный в результате анаэробного сбраживания биомассы, используется как источник энергии в производстве. Доход, полученный в результате энергосбережения, определяется величиной ¡ёр = К" /(^.Прибыль, полученная от продажи биогаза(если вэтом возникнет необходимость), показана в том жеокгантеи зависитот ^ср,определяемого стоимостью биогаза. В основе модели лежитуниверсальная диаграмма профессора ВН.Карпова. В ней сохрагены основные принципы разделения схемы на доходную и расходную части. Вводитсядополнительнаяось, отражающая вьр або тку биогаза в пространственной системе координат. Данная модельпозюляегучесть синергетический эффект при утилизации отходовпроду кговпшцеводства.

В четвертой главе «Экспериментальные исследования технологии получения бногаза» пред ставлены результаты экспериментальных исследований в естественных и изотермических условиях.

Достоверность ночной предпосылки возможности объединения мезафильно-го и про межу точного этапов анаэробного сбраживания проверена экспериментально. На первом этапе в естественных условиях на лабораторной установке получены экспериментальные зависимости выработки биогаза и температуры в реакторе от продолжительности процессаи температуры о сужающей среды (рисунокб).

время,часы Т,С,и»руж —♦—Т.С.ВНутр —т.г

Рисунок 6 Зависимость изменения температуры в реакторе и выработки биогаза от продолжительности процесса

Температура в реакторе непрерывно, но незначительно повышается в течение цикла. Повышение температуры происходит даже при понижении температуры о к-ружающей среды. Кроме того, реактор не имел теплоизоляции, поэтов происходили потери тепла в о^ужаюшую среду. Непрерывное увеличение температуры процесса объясняется тем, что при сбраживании биомассы освобождается энергия за счет физиологической деятельно ста мезафильных бактерий.

Обобщенные данные исследований в естественных условиях представлены на рисунке 7.

* \

у \

\

О 1 2 3 4 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 еремя,дни

Рисунок 7 Изменение выработки биогаза по дням исследований в естественных условиях

Второй и третий этапы включают исследования в изотермических условиях. Изменение выработки биогаза по дням в изотермических условиях на втором этапе исследований представлены на рисунке 8.

/ s

/

/ \

J

ч, /

О 1 2 3 4 5 в 7 8 Э 10 11 12 13 14 15 1S время .дни

Рисунок 8 Изменение выработки биогаза по дням исследований в изотермических условиях

Как следует из анализа экспериментальных зависимостей первого и второго этапов исследования, выработка биогаза на втором этапе значительно превышает выработку первого этапа экспериментов. Более интенсивная выработка биогаза на второй стадии цикла свидетельствует о высокой активности бактерий этого периода. Следовательно, возможно объединение мезафильной и промежуточной стадий процесса анаэробного сбраживания птичьего помета в единый цикл.

В соответствии с методикой экспериментальных исследований, рассмотренной в главе 3, на третьем этапе исследования проводились в изотермических условиях. Исследовано влияние параметров процесса утилизации птичьего помета на выработку биогаза. Реализован полный факторный эксперимент типа 24 по плану Draper-lin small composite design и получена математическая модель процесса выработки биогаза. Расчет коэффициентов регрессии модели осуществлён с использованием программы "Statgraphics Plus", в результате расчета коэффициентов математическая модель процесса выработки биогаза имеет следующий вид:

Y=0,106698+0,0145Х,+0,007Х2+0,004ХЗ+0,019Х4-0,00675Х,2+0,00825XIX2-0,0015Х,Х3+0,00475XiX4-0,007264Х22-0,00375Х2Х3-0,00025Х2Х4-0,001264155Х32-

0,003ХзХ4-0,ОО626Х42

(В)

С помощью программы "Statgraphics Plus" получены графические изображения поверхностей откликов, изображающие зависимость между критерием оптимизации и двумя независимыми переменными: r = /(r;r), Î4/M, У=ЛчА

Анализ поверхностей откликов (рисунок 9) удобно проводить с помощью линий равного выхода (изолиний), которые представлены на рисунке 10. Рассмотрение всех возможных изолиний дает наглядное представление о значениях критерия оптимизации, которые он будет принимать при варьировании уровней каждой пары факторов. Анализируя рисунок 10, видим, что на зафиксированном нулевом уровне параметра X] (температура) область оптимума находится в пределах К = 0,16...0,18%. По результатам экспериментов выработка биогаза составила составила 111г.

тежераг^а

Рисунок 9 Графические изображения поверхностей откликов

\ 1

\ ' ^ Г --

Ч 'х \\ 'Л Ч \

ч \ Ч - N \\ \ N ^

\ \ . ^ N Ч \\ \ Л \

V аг

гешература

пасса (г

— ЩИ

■ О,ОС

-да

— 8,09! ••••1,0» -ш

-ЦК

-1.Ш

I.....гит

ш

41 «

ге1Г;ерагура

После раскодирования факторов модель объекта в физических величинах принимает вид:

У = -0,693 75+0,0035Т+0,06525т-0,01365и+9,31875К+0,00118Тт-0,8437т К-0,243 75\)К

(9)

где Т- температура - 54,6°С;

т- продолжительность изотермического цикла-128 часов; и - частота перемешивания, 8 раз в день; К- концентрация, 0,18 %.

По результатам проведённых экспериментов эффективность выработки биогаза с одного килограмма биомассы составила 101...Шг, при оптимальных значениях температуры, продолжительности процесса, частоты перемешивания, концентрации активатора процесса.

Научная предпосылка возможности объединения в единый цикл трех стадий анаэробного сбраживания положена нами в основу идеи трехсекционного реактора непрерывного действия (рисунок 12). Запуск установки производится следующим образом. Птичий помет насосом 11 подается из хранилища 12 в наружную секцию 1 через загрузочный люк 10. В наружной секции устанавливается перемешивающее устройство 17. Частота вращения крыльчатки определяет интенсивность массооб-мена в сбраживаемой массе. Биомасса заражается болотной жидкостью через люк подачи активатора процесса 4. Сбраживание биомассы происходит в трёх последовательно расположенных секциях реактора непрерывного действия, в соответствии с тремя стадиями анаэробного сбраживания, причём высокотемпературная термофильная секция расположена в центре трёх концентрично расположенных цилиндров; перемещение субстрата по секциям происходит за счёт действия эффекта «труба в трубе», возникающего при сбраживании биомассы, активатором которого является болотная жидкость. Включается обогрев секций реактора. Передача тепла происходит конвективно от теплообменника 16, выполненного в виде труб, омываемых изнутри горячей водой. Теплообменник устанавливается в центральной секции. В результате анаэробного сбраживания в биомассе происходит ряд последовательных превращений, сопровождающихся выделением энергии и биогаза. За счет выделения энергии и возникающего давления образующихся газов создается эффект, называемый «труба в трубе». Под действием выделения энергии и давления газа, а также гидростатического подпора, биомасса из наружной секции реактора перемещается вниз и перетекает в среднюю секцию - в зону низкого давления. Брожение продолжается в средней секции 2 при более высокой температуре 35...45°С. При повышении давления в средней секции сбраживаемая масса перемещается в центральную секцию, в которой температура 45...55°С. Процессу сбраживания способствуют бактерии болотной жидкости, которыми заражена биомасса. Выделение высокотемпературной термофильной стадии сбраживания в центральную секцию 3 повышает эффективность установки за счет снижения потерь тепла через наружную теплоизоляционную стенку 13 реактора. Выгрузка выработанного удобрения производится через выгрузной люк 15, в случае необходимости может быть использован аварийный люк выгрузки 14. При превышении установленного давления в секциях, в заданной последовательности срабатывают перепускные клапаны 5, 6, 7, и биогаз пе-

репускается в газосборник 8, откуда через выпускной кран 9 поступает в газгольдер.

\

Ч \ \ \ х

I - наружная секция; 2 - средняя секция; 3 - центральная секция; 4- люк подачи активатора процесса; 5,6,7 - перепускные клапаны; 8 - газосборник; 9 - выпускной кран; 10 - загрузочный люк;

II - насосная станция; 12 - хранилище; 13 - теплоизоляция; 14 -аварийный выгрузной люк; 15 -выгрузной люк; 16 -теплообменник; 17 -перемешивающее устройство.

Рисунок 11 Конструктивно-технологическая схема установки анаэробного сбраживания отходов

птицеводства

В пятой главе «Экономическая и энергетическая эффективность использования энергосберегающей технологии утилизации птичьего помета» дана оценка эффективности результатов при применении утилизации отходов птицеводства на птицефабрике ОАО «Глазовская» ООО «Удмуртского птицеводческого холдинга». Предлагаемый технологический процесс утилизации птичьего помета обеспечит самоокупаемость по энергосбережению в соответствии с методикой д.т.н. Карпова В.Н. Мощность Глазовской птицефабрики 630,9 тысяч кур. При внедрении опытной установки на птицефабрике ОАО «Глазовская» ООО «Удмуртский птицеводческий холдинг» годовая экономия при использовании предлагаемой энергосберегающей технологии составит 348450 руб, годовой экономический эффект 640000 руб.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. С учетом микробиологических закономерностей анаэробного сбраживания отходов птицеводства, предложена научная предпосылка возможности объединения в единый цикл трех стадий сбраживания птичьего помета. Научная предпосылка подтверждена результатами экспериментальных исследований. На основе биохимической природы анаэробного распада отходов птицеводства установлена возможность аккумуляции и использования энергии, освобождающийся в процессе утилизации, и энергии, выделяемой биогазом при сгорании.

2. На основе анализа существующих конструкций и поисковых экспериментов, выполнена структурная оптимизация процесса с использованием графа сети

Петри. В качестве активатора процесса нами предложена болотная жидкость. Исследована и обоснована энергосберегающая технология выработки биогаза в естественных и изотермических условиях, представляющая интерес птицеводческих хозяйств.

3.Разработана математическая модель процесса выработки биогаза с использованием методики планирования четырехфакторного эксперимента, оптимизированы параметры, отвечающие условиям энергосбережения:

-температура-54,6°С;

-продолжительность процесса-128 часов;

-частота перемешивания-8 раз за восьми часовой рабочий день;

-концентрация активатора-0,18 %.

4. В 2007г. на птицефабрике ОАО « Глазовская » ООО «Удмуртский птицеводческий холдинг» проведены производственные испытания экспериментального реактора, с целью апробации режимов технологического процесса утилизации отходов птицеводства. Материалы теоретических и экспериментальных исследований технологического процесса утилизации использованы при разработке технологии промышленной переработки помета в удобрение по Государственному контракту №1664/13 от 11.11.2008г с Министерством сельского хозяйства Российской Федерации.

5.Расчет энергосбережения по разработанной нами технологии утилизации помета выполнен по методике д.т.н. Карпова В.Н. Внедрение опытной установки в линию утилизации птичьего помета на птицефабрике ОАО «Глазовская» ООО «Удмуртский птицеводческий холдинг» обеспечит годовую экономию за счет мер по энергосбережению в размере 348450 руб, годовой экономический эффект в размере 640000 руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Свалова М.В. Использование диаграммной техники в анализе интенсивного энергосбережения./ М.В. Свалова, О.Л. Иванов, С.А. Баранов, //Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы. Материалы всероссийской научн.-практ конф./ 6-9 февраля 2007 года/ ФГОУ ВПО ИжГСХА. ТЛИ.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2007. - с. 14-17.

2. Свалова М.В. Расчет энергоемкости в производственных процессах. / М.В. Свалова, Н.Ю. Литвинюк, В.В. Касаткин, В.И. Широбоков //Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы. Материалы всероссийской научн.-практ конф./ 6-9 февраля 2007 года/ ФГОУ ВПО ИжГСХА. ТЛИ.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2007. - с.70-76.

3. Свалова М.В. Исследования получения биогаза из отходов продукции птицеводства./ М.В. Свалова, В.В. Касаткин, Ф.М. Бурлакова, С.П. Игнатьев // Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летаю вхождению Удмуртии в состав России. Всероссийская научно-практическая конференция, 26-29 февраля 2008г./ ФГОУ ВПО ИжГСХА. ТЛУ,- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2008,- с. 26-30.

4. Свалова М.В. Результаты исследования процесса получения топлива из биомассы. / М.В. Свалова И Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летию вхождению Удмуртии в состав России. Всероссийская научно-практическая конференция, 26-29 февраля 2008г./ ФГОУ ВПО ИжГСХА. T.IV.-Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2008. - 200 с.

5. Свалова М.В. Математическая модель процесса получения биогаза из отходов продукции птицеводства. / М.В. Свалова // Журнал «Вестник ИжГТУ» №3. -Ижевск: Изд-во ИжГТУ,2008г.-с. 145-146.

6. Свалова М.В. К методике исследования получения топлива из биомассы. / М.В.Свалова // Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летию вхождению Удмуртии в состав России. Всероссийская научно-практическая конференция, 26-29 февраля 2008г./ ФГОУ ВПО ИжГСХА. T.IV.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2008. - с.94-98.

7. Свалова М.В. Энергосбережение на предприятиях АПК/ М.В. Свалова,

H.Ю. Литвинюк, В.В. Касаткин, Ф.М. Бурлакова // Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы. Материалы всероссийской научн.-практ конф./ 6-9 февраля 2007 года/ ФГОУ ВПО ИжГСХА. T.III.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2007,- с.76-80.

8. Свалова М.В. Исследование и разработка технологии получения биогаза из отходов продукции птицеводства./ М.В.Свалова, В.В. Касаткин, Ф.М. Бурлакова, К.Ю.Кузнецов, С.И. Дякин // Журнал Международной славянской академии. -Ижевск: Изд-во МСА,2008г. -№4-с.43.

9. Свалова М.В. Разработка установки для переработки отходов сельхозпроиз-водства /М.В Свалова, В.В. Касаткин, С.П. Игнатьев, И.В. Решетникова// Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летию вхождению Удмуртии в состав России. Всероссийская научно-практическая конференция, 26-29 февраля 2008г./ ФГОУ ВПО ИжГСХА. T.IV.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2008. -С.46-50.

10. Свалова М.В. Применение принципа самоокупаемости по энергосбережению на птицефабриках Удмуртии / М.В. Свалова, В.В Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, Ф.М. Бурлакова, Т.С. Копысова II Хранение и переработка сельхозсырья, 2009.-№

I.-С.69.

Подписано в печать 16.02.2009г. Тираж 100 экз

Заказ № 9330.Формат 60х841/24.Печ.л.1. Гарнитура Times New Roman. Отпечатано с оригинал-макета заказчика Rex-Rotary РИО Ижевской ГСХА 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 11

is

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Проблема утилизации отходов птицеводства.

1.2 Анализ существующих схем установок для получения биогаза.

1.3 Конструктивно-технологические схемы способов утилизации птичьего помета.

1.4 Выводы и задачи научных исследований.

2 ОБОСНОВАНИЕ НАУЧНОЙ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗМОЖНОСТИ ОБЪЕДИНЕНИЯ В ЕДИНЫЙ ЦИКЛ ТЕХНОЛОГИИ СБРАЖИВАНИЯ ОТХОДОВ ПТИЦЕВОДСТВА НА УСТАНОВКАХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.

2.1 Научная предпосылка возможности объединения в единый цикл трех стадий анаэробного сбраживания отходов птицеводства.

2.2 Модель структурной оптимизации процесса утилизации отходов птицеводства.

2.3 Математическая модель процесса выработки биогаза.

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ПРОЦЕССА УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПТИЦЕВОДСТВА. 5!

3.1 Программа экспериментальных исследований.

3.2 Методика экспериментальных исследований.

3.2.1 Объект и предмет исследований, измерительные устройства, приборы и оборудование.

3.2.2 Оптимизация параметров и режимов процесса получения биогаза при проведении экспериментальных исследований.

3.2.3 Методика математической обработки результатов экспериментальных исследований.

3.3 Оценка эффективности мер по энергосбережению при разработке технологического процесса утилизации отходов птицеводства.

3.4 Модель процесса утилизации отходов птицеводства с целью энергосбережения на предприятиях АПК.

3.5 Применение принципа самоокупаемости по энергосбережению на основе диаграммной техники.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА.

4.1 Результаты и обработка экспериментальных исследований.

4.2 Обработка результатов экспериментальных исследований в изотермических условиях.

4.3 Разработка конструктивно-технологической схемы установки анаэробного сбраживания отходов птицеводства.

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ

УТИЛИЗАЦИИ ПТИЧЬЕГО ПОМЕТА.

5.1 Экономическая эффективность использования технологии утилизации птичьего помета.

5.2. Экономическая эффективность энергосбережения по методике

Карпова В.Н.

Динамично развивающиеся в Российской Федерации экономические преобразования объективно раскрепощают производственную деятельность предприятий агропромышленного комплекса, открывают широкие возможности для творческой активности и инициативы хозяйственных руководителей и специалистов, создавая при этом условия для выхода на международное взаимовыгодное сотрудничество. В агропромышленном комплексе существуют предприятия повышенной экологической опасности, специфической характеристикой которых в настоящее время, является то, что с наращиванием мощностей, увеличением объемов товарооборота, пропорционально возрастает их опасность для окружающей среды.

Наиболее ярким представителем такого рода предприятий является птицеводческое хозяйство. Органические отходы куриного помета, скапливающиеся на эффективно работающих птицефабриках, фактически превращает их в «экологическую бомбу» огромной разрушительной силы, отравляющую не только атмосферу самой птицефабрики, но и землю, и водные артерии, прилегающие к ней. С учетом огромного количества существующих на территории Российской Федерации крупных и средних птицеводческих хозяйств и, соответственно, объемов отходов непрерывно образующихся на их'площадях, очевидным становится обострение проблемы утилизации этих органических выбросов. Все вышеизложенное составляет негативную сторону проблемы.

Используя прогрессивные технологии и правильно организовывая деятельность хозяйственного подразделения, руководители крупных птицефабрик могут превратить свои предприятия из «экологических бомб» в эффективные, экономически целесообразные и главное экологически чистые хозяйства. При этом имеется в виду исключительно проблема утилизации органических отходов и, в частности, куриного помета. Основой такого перевоплощения является ценность утилизированных отходов, причем ценность многофакторная, так как утилизированный куриный помет является не только высокоэффективным многокомпонентным органическим удобрением, но и белковой кормовой добавкой, а также используется для получения биогаза.

Развитие технологий микробиологической анаэробной переработки биомасс можно связать с этапом начала анализа запасов энергетических ресурсов Земли. Сырьевые ресурсы Земли использовались на протяжении многих столетий, и только в последние десятилетия многие страны столкнулись с реальным и подчас критическим дефицитом газа и других видов полезных ископаемых.

Эта ситуация натолкнула ученых на возможность использования в экономике ресурсов биосферы и, в частности, биомассы. Одной из весьма эффективных возможностей использования биомассы в указанных целях и является микробиологическая анаэробная конверсия ее в биогаз.

Биомасса - самая дешевая и крупномасштабная форма аккумулируемой и возобновляемой энергии. Под биомассой можно подразумевать любые материалы биологического происхождения, продукты жизнедеятельности и органические отходы, образующиеся в процессе их переработки. Ежегодный прирост биомассы на земле составляет 200 млрд.тонн, что эквивалентно 3*1011 Дж энергии. Эта величина примерно в 10 раз превышает годовое потребление энергии всем человечеством на Земле.

Системы преобразования энергии биомассы для получения биотоплив достаточно разнообразны. Потенциальным сырьем для производства биотоплива могут служить куриный помет.

Анализ теплотворной способности различных видов топлива показывает, что энергоемкость биогаза превышает соответствующий показатель бурого угля в 1,52 раза и составляет 0,54 % от очищенного газа.

Разрабатываемый технологический процесс утилизации отходов птицеводства должен соответствовать экономически оправданной минимизации потерь и расхода энергии, то есть требованиям энергосбережения.

Несмотря на то, что многие виды производства существуют давно, затраты энергии в них все еще не приблизились к минимальным расчетным значениям. Это свидетельствует скорее об отсутствии методологии и системности в энергосбережении различных производств, связанном больше с их безальтернативностыо, чем с научной и технической невозможностью.

В этой связи сущность работы состоит в обосновании и разработке технологического процесса утилизации отходов птицеводства с использованием биогазовых установок.

В качестве объекта исследования взяты энергетические установки и микробиологические системы.

Поэтому была поставлена задача, разработать технологический процесс утилизации отходов птицеводства, отвечающий требованиям энергосбережения.

Актуальность отмеченной проблемы с её недостаточной теоретической изученностью предопределила выбор темы диссертационного исследования. Необходимость и целесообразность проведения исследований обусловлена возрастающим риском разрастания зон экологического бедствия, связанных с отсутствием оборудования и технологии экологически чистой утилизации отходов птицефабрик.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА.

Цель и задачи исследований. Целыо работы является обоснование энергосберегающей технологии утилизации птичьего помета на основе разработки и применении биогазовых установок.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи: -разработать модель структурной оптимизации процесса утилизации отходов птицеводства с использованием графа сети Петри;

-обосновать научную предпосылку возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

-исследовать технологический процесс выработки биогаза в естественных и изотермических условиях и обосновать технологические закономерности на основе микробиологической природы анаэробного распада отходов птицеводства;

-разработать математическую модель процесса выработки биогаза на основе использования методики планирования четырехфакторного эксперимента;

-разработать модель утилизации отходов птицеводства, определяющую условия энергосбережения.

Объект исследования. Птичий помет для получения высокоэффективного многокомпонентного органического удобрения и биогаза.

Предмет исследований. Экспериментальные и аналитические зависимости, характеризующие влияние параметров на процесс утилизации отходов отрасли птицеводства.

Теоретической и методической основой диссертационного исследования послужили труды ведущих ученых и специалистов отрасли по исследуемой проблеме. В процессе решения отдельных задач применялись аналитический, графический и расчетно-конструкторский методы, а также методики по оценке экономической эффективности работы.

Информационную базу исследования составляют материалы научных конференций, научно-техническая литература и публикации зарубежных и отечественных изданий.

Научная новизна исследования и технические преимущества по сравнению с аналогичными отечественными и зарубежными достижениями.

Проблема до сих пор решается либо на уровне подходов к созданию опытных образцов разрозненного оборудования, либо формированию завода по переработке помета на основе технологий, недостаточно экологически безопасных.

Исходя из этого научная новизна включает:

- использование методики структурной оптимизации по схеме сети Петри при разработке технологического процесса утилизации отходов птицеводства;

- обоснование научной предпосылки возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

- обоснование полученных технологических закономерностей на основе микробиологической природы анаэробного распада, акуммуляции и использования энергии, освобождающейся в процессах утилизации отходов птицеводства;

- математическое моделирование процесса и получение научных зависимостей, расширяющих знания о разрабатываемом процессе;

- разработка модели утилизации отходов птицеводства с целью энерго- и ресурсосбережения по методике д.т.н Карпова В.Н.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основании проведенных теоретических и лабораторных исследований разработана, изготовлена и апробирована установка для утилизации отходов птицеводства на Глазовской птицефабрике, удовлетворяющая технологическим требованиям.

Защищаемые положения:

- научная предпосылка возможности объединения в единый цикл технологии сбраживания отходов птицеводства на установках непрерывного действия;

- математическая модель процесса выработки биогаза, полученная на основе использования методики планирования четырехфакторного эксперимента;

- результаты экспериментальных исследований; теоретическое обоснование технологических закономерностей получения биогаза с использованием установок непрерывного действия;

- технико-экономическое обоснование целесообразности использования энергосберегающей технологии утилизации отходов птицеводства.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе основные положения работы доложены на научно-практических конференциях: «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы», Ижевск, 2007; «Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 летию вхождения Удмуртии в состав России», Ижевск, 2008г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения и общих выводов, списка использованной литературы. Работа содержит 126 страниц, 54 рисунка, 7 таблиц и 14 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основании исследования микробиологических закономерностей анаэробного сбраживания отходов птицеводства, предложена научная предпосылка возможности объединения в единый цикл трех стадий сбраживания птичьего помета. Научная предпосылка подтверждена результатами экспериментальных исследований. На основе биохимической природы анаэробного распада отходов птицеводства установлена возможность аккумуляции и использования энергии, освобождающийся в процессе утилизации, и энергии, выделяемой биогазом при сгорании.

2. На основе анализа существующих конструкций и поисковых экспериментов, выполнена структурная оптимизация процесса с использованием графа сети Петри. В качестве активатора процесса нами предложена болотная жидкость. Исследована и обоснована энергосберегающая технология выработки биогаза в естественных и изотермических условиях, представляющая интерес птицеводческих хозяйств.

3 .Разработана математическая модель процесса выработки биогаза с использованием методики планирования четырехфакторного эксперимента, оптимизированы параметры, отвечающие условиям энергосбережения: -температура-54,6°С; -продолжительность процесса-128 часов;

-частота перемешивания-8 раз за восьми часовой рабочий день; -концентрация активатора-0,18 %.

4. В 2007г. на птицефабрике ОАО « Глазовская » ООО «Удмуртский птицеводческий холдинг» проведены производственные испытания экспериментального реактора, с целью апробации режимов технологического процесса утилизации отходов птицеводства. Материалы теоретических и экспериментальных исследований технологического процесса утилизации использованы при разработке технологии промышленной переработки помета в удобрение по Государственному контракту №1664/13 от 11.11.2008г с Министерством сельского хозяйства Российской Федерации.

5.Расчет энергосбережения по разработанной технологии утилизации помета выполнен по методике д.т.н. Карпова В.Н. Внедрение опытной установки в линию утилизации птичьего помета на птицефабрике ОАО «Глазовская» ООО «Удмуртский птицеводческий холдинг» обеспечит годовую экономию за счет мер по энергосбережению в размере 348450 руб, годовой экономический эффект в размере 640000 руб.

1. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий /Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский.- М.: Наука, 1976. 283с.

2. Аугусто Г. Океаны энергии. Пер. с англ. Оксфорд-пресс.1983.-145с.

3. Авраменко И. Ф. Микробиология. М., «Колос» , 1972, -192 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя—М.: Машиностроение, 1982 .-123с.

5. Анфёров М.А.,Селиванов С.Г. Структурная оптимизация технологических процессов в машиностроении.-Уфа:Гилем, 1996.- 185с.

6. Алиев Т.А. Экспериментальный анализ.- М.: Машиностроение, 1991.-272 с.

7. Брюханов, О.Н. Природные и искусственные биогазы М.: Академия, 2004.-207с

8. Безруких, П.П. Состояние и перспективы развития возобновляемой энергетики России / Тракторы и с.-х. машины.- 2004. -№8.-С.З-5.

9. Биогазовая установка // Земледелие. — 1998.-№2. — с. 34

10. Ю.Белов, В. Биотопливо из рапса // Сельский механизатор. 2004. - №5. - с.32

11. Биогаз очистных сооружений канализации и его применение: Обзор / экономика жилищ.- коммун. Хозяйства.- М., 1992.- С. 34-66.

12. Бутузов, В.А. Использование биогаза канализационных очистных сооружений / В.А. Бутузов // Водоснабжение и санитарная техника.- 2002.-№6.- С.36-38.

13. Состояние и перспективы развития биогазовых установок.- М.: ЦНИИТЭИ, 1986.-41 с. ^

14. Василенко П.М. Основы научных исследований / П.М. Василенко, J1.B. Погорелый Киев.: Вища шк., 1985. - 266 с.

15. Веденяпин Г.В. Общая методика экспериментального исследования и обработки опытных данных. М.: Колос, 1973. - 199 с.

16. Веселов А.А. Использование древесных отходов фанерного и спичечного производства. М.: Лесная промышленность, 1987.-159с.-/Рацион. использ. древесины/.

17. В. В. Глухов, Т. В. Лисочкина, Т. П. Некрасова "Экономические основы экологии; Санкт-Петербург, 1997.-87с.

18. Виноградский С.Н., Омелянский В.Л. Русские микробиологи Издательство Министерства сельского хозяйства СССР М. 1960.-С. 19-21.

19. Выбирая будущее. Новые методики экологического образования. Изд. ЭкоОбраз. Караганда, 2001.-129с.

20. Головков, С.И. Энергетическое использование древесных отходов М.: Лесная Промышленность, 1987.-220с,

21. Гелетуха Г.Г., Марценюк З.А. Обзор технологий добычи и использования биогаза на свалках и полигонах твердых бытовых отходов и перспективы их развития в Украине. Экотехнологии и ресурсосбережение.-^ 1999, С. 6-14.

22. Дюк В. Обработка данных на ПК в примерах СПб: Питер, 1997.- 240с.

23. Доспехов Б. А Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985,- 351с. 24.3авалишин Ф.С. Методы исследований по механизациисельскохозяйственного производства / Завалишин Ф.С., Мацнев М.Г. —-М.: Колос, 1982. —232 с.

24. Бр36961 Использование биоотходов сельского хозяйства в качестве топлива и рациональные технологии сжигания // Ресурсосберегающие технологии: Экспресс-информ. / ВИНИТИ.- 2001.- № 20.- С. 18-21.

25. Бр22961 Использование отходов производства и потребления для получения энергии в развитых капиталистических странах.- М.: ЦНИИТЭМС, 1986.-16с.

26. Карпов В.Н Введение в энергосбережение- СПб: Питер, 1999.-С.45-65.

27. Карпов В.Н. Термодинамические основы методологии энергосбережения в с/х электротехнологиях облучения объектов/УИзвестия академия наук1. Энергия №1Д994.-С.66-74.

28. Карпов В.Н., Шур И.З. Энергетика технологических процессов оптического обучения объектов АПК//Известия Академии Наук. Энергетика.№4, 1997.-С.149-159.

29. Красовский Г.И. Планирование эксперимента / Красовский Г.И., Филаретов Г.Ф. -М.: Изд-во БГУ, 1982.-302с.

30. Колёсов И.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов.-М.:Высшая школа , 1999.-597с.

31. Кязимов К. Г. Справочник газовика — М.«Академия», 200. -272с.

32. Ковалев А.А. Эффективность производства биогаза на животноводческих фермах // Техника в сельском хозяйстве.-2001.-№3.-С.30-33.

33. Кадыков Ю.М. , Селивахин А.И. малая энергетика и эноргосберегающие технологии // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 1997.-№4-С.4-8.

34. Ковалев JI.A. , Панцхва Е.С. , Школа И.И. Получение биогаза из подстилочного навоза // Техника в с.-х. 1998. - №4.-С.12-14.

35. Кононов Ю.Д. Энергетика и экономика. Проблемы перехода к новым источникам энергии. -М.: Наука, 1981.-145с.

36. Колесов, Ю.Ф. Опыт эксплуатации установок биологической очистки сточных вод молокозавода / Ю.Ф. Колесов, И.В. Катраева, В.В. Кулагин // Изв.вузов. 1999.-№11.-С.83-87.

37. Котова Т.А., Волкова М.В. Успехи в области производства и применения аминокислот. М.ЮНТИТЭИ, Микробиопром, 1983.-167с.

38. Кулик Г.В. Справочник по планированию и экономике сельскохозяйственного производства / Г.В. Кулик, Н.А. Окунь, Ю.М. Пехтерев.- М.: Россельхозиздат, 1983. 479 с.

39. Лысенко В.П. Птицефабрики России поставщики эффективных экологически чистых органических удобрений / В.П.Лысенко // Международный сельскохозяйственный журнал. 2002. - №3 - С.53-55.

40. Лотош, В.Е. Утилизация канализационных стоков и осадков / В.Е. Лотош // Науч.- и техн. аспекты охраны окружающей среды: Обзор, информ / ВИНИТИ.-2002.-№6.-С.93-109.

41. Литовченко И.В., Макаренко К.В., Стручалина Т.И. Проблемы и перспективы анаэробной микробиологической конверсии аминокислот в биогаз. Фрунзе: Илим, 1990. - 20с.

42. Литовченко В.В., Таштаналиев А.С., Стручалина Т.И., Прохоренко В.В Биотрансформация органических отходов производства аминокислот/ В.В. Литовченко, А.С. Таштаналиев, Т.И. Стручалина, В.В. Прохоренко //Изв. HAH КР. 2001. - № 1-2.-С. 31-35.

43. Мельников С.В. Планирование эксперимента в исследованиях сельскохозяйственных процессов / С.В. Мельников, В.Р. Алешкин, П.М. Рощин. Л.: Колосс, 1980. - 168 с.

44. Муругов В.П., Пинов Н.Б. Расширение сферы использования энергии возобновляемых источников/ В.П. Муругов, Н.Б. Пинов // Техника в с.-х.-1996.-№2.-с.17

45. Мартынов А.Ю. Переработка органических отходов мясокомбинатов методом аэробного сбраживания. / А.Ю. Мартынов // Мясная индустрия. -2003.-№8. -С.21-23.

46. Мишустин Е.Н., Емцев В.Т. Микробиология.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Агропромиздат, 1987.-368 с.

47. Масаев, И. В. Использование биоотходов сельского хозяйства в качестве альтернативного топлива / И.В. Масаев // Изв. Акад. Пром. Экологии.-2001.- №3.- С. 79-80.

48. Матвеев Ю.Б., Гелетуха Г.Г. Зелене свшю KioTO. Зелена енергетика. 2. — 2002.-С. 4-17.

49. Мариненко Е.Е. Использование нетрадиционных, экологически чистых источников энергии в сельском хозяйстве: Информационный листок Волгоградского ЦНТИ. Волгоград, 1997.-156с.

50. Маккинерни М., Брайант М. Основные принципы анаэробной ферментации с образованием метана / М. Маккинерни, М. Брайант // Биомасса как источник энергии. М.: Мир, 1985. - С. 246-265.

51. Налимов В.В. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов / В.В. Налимов, Н.А. Чернова. М.: Наука, 1965. -340 с.

52. Новик Ф.С. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов— М.: Машиностроение; София: Техника, 1980.- С.68-69.

53. Николаева А. М. Идентификация и фальсификация пищевых продуктов. Товарный справочник / А. М. Николаева, Д. С.Лычников, А.Н.Неверов. — М.: Экономика, 1996 — 109 с.

54. Осетров В.Г. Исчисление высказываний при проектировании процессов сборки машин/ В.Г. Осетров//Вестник машиностроения.-1998.-№3.-С.29-33.

55. Осетров В.Г. Алгебра сборки машин/ В.Г. Осетров //Вестник Ижевского государственного технического университета .- 2000.-№4.-С.27-32.бО.Омелянский В.Л., Виноградский С.Н. Русские микробиологи. -М.:Изд.-во Министерства сельского хозяйства.-1960.-83с.

56. Пат.РФ. 2073527 Способ объемного электромагнитного облучения поглощающих сред, Автор Карпов В.И. Опубл.20.02.92г.Бюл.№5

57. Ревель Ч. "Среда нашего обитания. Энергетические проблемы человечества", в 4-х книгах, книга 3-я; Москва, изд-во "Мир", 1995.-135с.

58. Правила безопасности в газовом хозяйстве / Редкол. М. А. До донов, И.Е.Дмитриенко, И.В.Дудин, и др. ; Госпроматомнадзор СССР. -2-е изд. -М.: НПО ОБТ, 1992.- 167с.

59. Производство и использование биогаза // Экономика сельского хозяйства России. 1996. - №1. - 33с.

60. Прянишников Д. Н. Избранные сочинения в трех томах. Т. 1-Агрохимия. М., Сельхозиздат.- 1963. -735 с.

61. Рубанов И.Л. Методические указания по применению математических методов планирования эксперимента в сельском хозяйстве / И.Л. Рубанов, Н.Н. Михайлов, А.А. Тимохина. М.: Колос, 1973. - 40 с.

62. Румшинский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента. -М.: Наука, 1971.- 192 с.

63. Роман Р.Ч. Гидравлика: Учебник для вузов. — 4-е изд., доп. и перераб. —JI.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние.- 1982.-672 с.

64. Справочник по теории вероятностей, математической статистике и теории случайных функций / Под ред. А.А. Свешникова. -М.: Наука,- 1970. 656 с.

65. Сидыганов Ю.Н., Шамшуров Д.Н. Оборудование и технология проведения исследований процесса анаэробного сбраживания с применением экспериментальной установки «Биогазовые технологии». Механизация и электирификация сельского хозяйства,- 2006.- №7.-167с.

66. Сидыганов Ю.Н., Окунев А.Ю., Шамшуров Д.Н. Модель массопереноса многокомпонентной смеси в мембранных контакторах для оптимизации процесса газоразделения. Механизация и электрификация сельского хозяйства.- 2006.- №12.-178с.

67. Состояние и перспективы развития биогазовых установок.- М.: ЦНИИТЭИ.- 1986.-41 с.

68. Садовникова М.С.,Беликов В.М. Применение аминокислот в промышленности и фармакологии.- М.ЮНТИТЭ Имикробиопром.-1977.-13с.

69. Семененко И.В.Обоснование загрузки биоэнергетические установки / И.В. Семененко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. —1991. -№12-С. 16-17

70. Слотэр Э. Перспективы развития газовой теплоэнергетики / Э. Слотэр // Мировая электроэнергетика. 1996. - №1. - С.38-40

71. Сидоров А. Н., Ивановский М. Н. Гидравлика и гидросиловые установки. -М.: 1959.-167с.

72. Свалова М.В. Расчет энергоемкости в производственных процессах / М.В. Свалова, Н.Ю. Литвинюк, В.В. Касаткин, В.И. Широбоков// ФГОУ ВПО ИжГСХА. T.III.- Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2007. С. 14-56

73. Свалова М.В. Математическая модель процесса получения биогаза из отходов продукции птицеводства / М.В.Свалова // Журнал Вестник ИжГТУ. Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2008. - №3-С.145-146.

74. Свалова* М.В. Применение принципа самоокупаемости по энергосбережению на птицефабриках Удмуртии / М.В. Свалова, В.В Касаткин, Н.Ю. Литвинюк, Ф.М. Бурлакова, Т.С. Копысова // Хранение и переработка сельхозсырья, 2009.-№ 1.- С. 31-33.

75. Тодорова Н. Энергия. из мусорной кучи? Газета. Казахстанская правда.-2001.- № 192.-С.134-153.

76. Тонкобаева Л. В этом доме биогаз. Молодежный эколого-правовой журнал. Я и Земля.- 2001.- № 7. -С. 4-5.

77. Таштаналиев А.С., Стручалина Т.И. Стоки микробиологического производства аминокислот постулирующее вторичное сырье/ А.С. Таштаналиев, Т.И. Стручалина // Проблемы строительства и архитектуры на пороге XXI века. - Ч.З. - Бишкек:Илим.- 2000. - С. 150-160.

78. Торф в народном хозяйстве/ Под общ. ред. Б.Н.Соколова. М.: Недра.-1988.-268с.

79. Установка биогазовая УБГ-10 // Технический сервис в АПК . -1993. -№5.-26с.

80. Федоров М; В. Микробиология, седьмое изд.-М.: Сельхозиздат 1963.-448 с.

81. Франс Дж. Математические модели; в сельском хозяйстве / Пер. с англ. АС. Каменского; под- ред. Ф.И: Ерешко. Предисл. Ф.И. Ерешко,А.С. Каменского.-М.: Агропромиздат, 1987.-400 с.103: Фомин Ю.И. Бомба начиненная золотом, монография. -1996.-С. 13-21.

82. Фробишер М. Основы микробиологии, Изд. МИР.-М.-1965.- С45-67.

83. Храмешин. А.В. Математические модели» и методы в расчётах на ЭВМ:-РИО ИжГСХА.- 2001. -40 с.

84. Храмешин. А.В., Моделирование и САПР «КОМПАС-ГРАФИК» в инженерных и технологических расчётах / А.В: Храмешин., И.В. Возмищев , С.Н. Шмыков. Ижевск: Изд-во ФГОУ ВПО ИжГСХА, 2003.- 47 с.

85. Чань Динь Тоай, Хлудова М.С., Панцхава Е.С. Биогенез метана / Итоги науки и техники. Биотехнология. М.: ВИНИТИ.-1983. - С. 151-194.

86. Частухин, В.И. Топливо и теория горения: Учеб. пособ. Киев : Высшая шк. -1989.-223С.

87. Шумилин Б. производство биогаза в фермерском хозяйстве/ Б. Шумилин // Техника и оборудование для села.- 2001.-№6.-.35с.

88. Шведов В. Обработка отходов птицеводства // Сельский механизатор. -1999: -№12. С.32-33.

89. Шалыгин М.Г., А.Ю. Окунев, D. Roizard, Е. Favre, В. В. Тепляков Газопроницаемость комбинированных мембранных систем с подвижным жидким носителем// Коллоидный журнал. М.: 2006^ т. 68.-№4.-С. 566-574.

90. Энциклопедический словарь-справочник. Окружающая среда. А/О изд-кая группа ПРОГРЕСС.-1993 .-С. 12-15.

91. Энергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. М::: Энергоатомиздат.-1995.-С. 123-134.

92. Экологический бумеранг. Наука и жизнь. -1996.- № 5.-134с.

93. Березин И.В., Панцхава Е.С. Техническая биоэнергетика/ И.В. Березин, Е.С. Панцхава//Биотехнология.-1986. Т. 2. № 2.-С. 1-12; № З.-С. 8-15.

94. Панцхава Е.С., Давиденко Е.В. Метангенерация твердых органических отходов городов/ Е.С. Панцхава, Е.В. Давиденко // Биотехнология.-1990. Т. 6. -№4.- С.49-53.

95. Рециркуляционное анаэробное сбраживание отходов сельского хозяйства с выработкой биогаза / Т.Я. Андрюхин, Н.К. Свириденко, Ю.В. Савельев // Биотехнология.-1989. Т. 5.-№2.-С. 219-225.

96. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии/ Е.С. Панцхава // Теплоэнергетика.-1994.-№4.-С. 36-42.

97. Юдин М.И. Планирование эксперимента и обработка его результатов: Монография,- Краснодар: КГАУ.-2004. 239 с.

98. A Guide for Methane Mitigation Projects. Cas-to-Energy at Landfills and Open Dumps. U.S. Environmental Protection Agency Office of Air and Radiation. November 1996.-P.134-145.

99. Anderson P.A., Baker D.N., Sherry P.A., Cor-bin J.E. Histidin, phenylalanin, tirosine and tryptophan requirement for growth of young kitten //Journal of Animal Scienct. 1980. - P. 479.

100. Clemens J.A., Bennett D.R., Fuller R.W. The effect of tryptophan free on prolactin and corti-costerone release by serotonergetic stimuli // Hormone and Metabolic Research. 1980. - N 12. - P. 35 -37.

101. Fears R., Elspeth A, Murrell AJ Tryptophan and the control of triglyceride and carbohidrate me-tabolism in the rat // The British Journal of Nutrion, 1980. -N26. P. 349-356.