Метан-реактор, особенность процессов ферментации действующее в метан-реакторе

Анаэробная переработка - ряд процессов, в которых микроорганизмы обладают способностью к биоразложению материалов при отсутствии кислорода. Это используется в промышленных или местных целях управлять отходами и/или выпускать энергию. Большая часть ферментации, используются промышленно, чтобы произвести продукты еды и питания, а также домашняя ферментация, использует анаэробную переработку. Силосование произведено анаэробной переработкой.

Процесс вываривания начинается с бактериального гидролиза входных материалов, чтобы разрушить нерастворимые органические полимеры, такие как углеводы, и сделать их доступными для других бактерий. Бактерии Acidogenic преобразовывают сахар и аминокислоты в углекислый газ, водород, аммиак и органические кислоты. Бактерии Acetogenic преобразовывают эти получающиеся органические кислоты в уксусную кислоту, наряду с дополнительным аммиаком, водородом и углекислым газом. Наконец, methanogens преобразовывают эти продукты в метан и углекислый газ. methanogenic archaea популяция играют важную роль в анаэробных обработках сточных вод.

Это используется в качестве процесса, чтобы рассмотреть разлагаемые микроорганизмы отходы и сточные воды. Как часть интегрированной системы утилизации отходов, анаэробная переработка сокращает выбросы газа закапывания мусора в атмосферу. Анаэробные систематизаторы могут также питаться выращенными зерновыми культурами, такими как кукуруза.

Анаэробная переработка широко используется в качестве источника возобновляемой энергии. Процесс производит биогаз, состоящего из метана, углекислого газа и следов других газов 'загрязнителя'. Этот биогаз может использоваться непосредственно в качестве приготовления топлива, в комбинации высокой температуры и двигателях топливного газа или модернизироваться до биометана природного газа. Использование биогаза как топливо помогает заменить ископаемое топливо. Богатый питательным веществом дигестат, может использоваться в качестве удобрения.

Анаэробные средства для переработки были признаны Программой развития Организации Объединенных Наций одним из самых полезных децентрализованных источников энергоснабжения, поскольку они менее капиталоемкие, чем крупные электростанции. С увеличенным внимания на изменения климата, повторное использование отходов как основного ресурса и новые технологические подходы, анаэробная переработка в последние годы получило повышенное внимание среди правительств во многих странах, среди них Соединенное Королевство (2011), Германия и Дания (2011).

О научном интересе к производству газа, произведенного естественным разложением органического вещества, было сообщено в 17-м веке Робертом Бойл и Стивеном Хейл, который отметил, что легковоспламеняющийся газ был выпущен, нарушая осадок потоков и озер. [10] В 1808 году Хумфри Дэйви решил, что метан присутствовавший в газах, произведен удобрением рогатого скота. Первый анаэробный систематизатор был построен лепрозорием в Бомбее в 1859 году. В 1895 технология была разработана в Эксетере в Англии, где канализационный резервуар использовался, чтобы произвести газ для лампы печи для сжигания отходов производства газа коллектора, тип газового освещения. Также в Англии в 1904 году первый двухцелевый реактор для отложения осадка и для лечения отстоя был установлен в Хамптоне. В 1907, в Германии, патент был выпущен реактор Имхофф, ранняя форма систематизатора.

Посредством научного исследования анаэробная переработка получила академическое признание в 1930-х. Это исследование привело к открытию анаэробных бактерий, микроорганизмы, которые облегчают процесс. Дальнейшее исследование было выполнено, чтобы исследовать условия, при которых methanogenic бактерии смогли вырастить и воспроизвести. Эта работа была развита во время Второй мировой войны, во время который и в Германии и во Франции, было увеличено применение анаэробной переработки для обработки удобрения.

Много микроорганизмов включены в процесс анаэробной переработки, включая уксусные кислотообразующие бактерии (acetogens) и формирование метана archaea (methanogens). Эти организмы питаются начальным сырьем для промышленности, которое подвергается многим различным процессам, преобразовывая его в промежуточные молекулы, включая сахар, водород и уксусную кислоту перед тем, чтобы быть преобразованным в биогаз.

Различные виды бактерий в состоянии выжить в различных диапазонах температуры. Живущие оптимально при температурах между 35 и 40 °C, называют мезофильными микроорганизмами или мезофильными бактериями. Некоторые бактерии могут выжить при более горячих и более неблагоприятных условиях 55 - 60 °C; их называют термофильными или теплолюбивыми бактериями. Метанопродуцент образуются в области архейской эры. Эта семейство включает разновидности, которые могут вырасти в неблагоприятных условиях термальных источников, так и являются более стойкими к высокой температуре и могут работать при высоких температурах, уникальная для термофильных.

Как с аэробными системами, бактерии рост и репродуцирование микроорганизмов в пределах анаэробных систем требуют, чтобы источник элементного кислорода выжил, но в анаэробных системах, где нет кислорода. Газообразный кислород проходит в систему через физическое сдерживание в запечатанных баках. Кислород анаэробов источник окружающего воздуха, который может являться сам органическим материалом или может поставляться неорганическими окисями из внешнего материала. Когда кислородный источник в анаэробной системе поступает из самого органического материала, 'промежуточные' конечные продукты прежде всего алкаголь, альдегиды и органические кислоты,углекислый газ. В присутствии специализированного methanogens промежуточные звенья преобразованы в 'заключительные' конечные продукты метана, углекислого газа, и прослеживают уровни сероводорода. В анаэробной системе большинство химических энергий, содержавшие в пределах начального этапа материалов, освобожден метаногенными бактериями как метан.

Популяция анаэробных микроорганизмов, как правило, занимает значительный промежуток времени, чтобы утвердить полную эффективность. Поэтому обычную практику должны ввести анаэробные микроорганизмы от материалов с существующей популяцией, процесс известный как "отбор" систематизаторов, как правило достигаемые с добавлением отстоя сточных вод или жидкого раствора рогатого скота.

Рисунок 7. Ключевые стадии процесса анаэробной переработки.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 342; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!