Control of heat collection and airing process during composting with compactrio controller

• Autorzy: Neugebauer M. , Sołowiej P.

Identyfikatory

DOI

10.14654/ir.2014.151.063

Warianty tytułu

PL

Sterowanie procesem odbioru ciepła i napowietrzania w procesie kompostowania przy pomocy sterownika compactrio

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Composting of biological waste constitutes an exothermic process. Some heat generated during composting is required to maintain the process and possible batch disinfection. The compost heap temperature increases often during the process up to 80ºC. According to the literature, the most advantageous composting temperature of the thermophilic phase is the temperature of 55ºC. However, excessive heat collection may be used at another location. Yet temperature inside the composting material shall not decrease below 50ºC as it may cause slowing down or even inhibition of the composting process. During composting, air supply (oxygen) is crucial to ensure optimum conditions for microorganism growth. Therefore the proper control of heat collection and airing process is required. The paper presents the fuzzy logic and LabView language based application that ensures control of the composting process. Conducted tests of the workstation and application confirmed heat collection of 101 MJ and pumping 0.68 m3 of water.

PL

Proces kompostowania odpadów biologicznych jest procesem egzotermicznym. Część powstającego w procesie kompostowania ciepła jest potrzebna dla podtrzymania samego procesu i ewentualnej higienizacji wsadu. W pryzmie kompostu w czasie procesu temperatura wzrasta często do 80ºC. Według literatury najkorzystniejszą temperaturą kompostowania w fazie termofilnej jest temperatura 55ºC. Nadmiar ciepła może być jednak odebrany z kompostu i wykorzystany w innym miejscu. Nie należy jednak dopuścić do tego, aby temperatura wewnątrz kompostowanego materiału spadła poniżej 50ºC ponieważ może to spowodować zwolnienie lub nawet wstrzymanie przebiegu procesu kompostowania. W trakcie kompostowania trzeba dostarczać powietrze (tlen), aby zapewnić mikroorganizmom optymalne warunki rozwoju. Wynika z tego potrzeba sterowania procesem odbioru ciepła i napowietrzania. W pracy przedstawiono aplikację sterującą procesem kompostowania napisaną w języku LabView i wykorzystującą logikę rozmytą. W trakcie prób stanowiska i aplikacji, w układzie odbioru ciepła odebrano 101MJ ciepła i przetoczono 0,68 m3 wody.

Słowa kluczowe

EN

composting; composting process; control; fuzzy logic; heat collection

PL

kompostowanie; sterowanie; logika rozmyta; odbiór ciepła

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Agricultural Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 18, No. 3
• Strony: 111--118
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Neugebauer M.

• Department of Electrotechnics, Power Engineering, Electronics and Automatics, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Oczapowskiego 11, 10-756 Olsztyn

autor

Sołowiej P.

• Department of Electrotechnics, Power Engineering, Electronics and Automatics, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, ul. Oczapowskiego 11, 10-756 Olsztyn

Bibliografia

• Castelli, L.; Ferrari, R. (2007). Fuzzy Logic Control Applied to In-Vessel Composting. US Composting Council 2007. Conference, Orlando, Florida. Pozyskano z: http://nebula.wsimg.com/6091ca06b369e24d1d6a82361f42fd6f?AccessKeyId=1A23BDC9F081DE6ACE22&disposition=0.
• Dach, J.; Wolna-Maruwka, A.; Zbytek, Z. (2009). Wpływ dodatku efektywnych mikroorganizmów (EM) na przebieg kompostowania i wielkość emisji gazowych. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering, vol., 54(3), 49-54.
• Gerla, G. (2005). Fuzzy Logic Programming and Fuzzy Control. Studia Logica, 79, 231-254.
• Giusti, E.; Marsili-Libelli, S. (2010). Fuzzy modelling of the composting process. Environmental Modelling & Software, 25, 641-647.
• Guo, R.; Li, G.; Jiang, T.; Schuchardt, F.; Chen, T.; Zhao, Y.; Shen, Y. (2012). Effect of aeration rate, C/N ratio and moisture content on the stability and maturity of compost. Bioresource Technology 112, 171-178.
• Kulcu, R.; Yaldiz, O. (2004). Determination of aeration rate and kinetics of composting some agricultural wastes. Bioresource Technology, 93, 49-57.
• Lashermes, G.; Barriuso, E. ; Le Villio-Poitrenaud, M. ; Houot, S. (2012). Composting in small laboratory pilots: Performance and reproducibility. Waste Managemen,t 32, 271-277.
• Mamdani, E. (1977). Application of fuzzy logic to approximate reasoning using linguistic systems. Fuzzy Sets and Systems, 26, 1182-1191.
• Muhamad, N.A.; Ali, S.A.M. (2008). LabVIEW with Fuzzy Logic Controller Simulation Panel for Condition Monitoring of Oil and Dry Type Transformer. World Academy of Science, Engineering and Technology Vol: 2 2008-08-29. Pozyskano z: http://waset.org/publications/5002/labviewwith-fuzzy-logic-controller-simulation-panel-for-condition-monitoring-of-oil-and-dry-typetransformer
• Neugebauer, M.; Sołowiej, P.; Piechocki, J. (2014). Fuzzy control for the process of heat removal during the composting of agricultural waste. Journal of Material Cycles and Waste Managemen, Vol. 16 Issue 2, 291-297.
• Pagans, E.; Barrena, R.; Font, X.; Sánchez, A. (2006). Ammonia emissions from the composting of different organic wastes. Dependency on process temperature. Chemosphere 62, 1534-1542.
• Peigne, J. (2002). Environmental impast of farm-scale composting. Materiały konferencyjne 10 Międzynarodowej konferencji RAMIRAN Network 2002. Pozyskano z: http://www.ramiran.net/DOC/ F2.pdf
• Puyuelo, B.; Gea, T.; Sánchez, A. (2010). A new control strategy for the composting process based on the oxygen uptake rate. Chemical Engineering Journal 165, 161-169.
• Qin, X.; Huang, G.; Zeng, G.; Chakma, A.; Xi, B. (2007). A fuzzy composting process model. J Air Waste Manag Assoc, 57(5), 535-550.
• Raj, D.; Antil, R.S. (2011). Evaluation of maturity and stability parameters of composts prepared from agroindustrial wastes. Bioresource Technology, 102, 2868-2873.
• Rosik-Dulewska, C. (2010). Podstawy gospodarki odpadami. Warszawa, PWN, ISBN 978-83-01-16353-2.
• Wang, X.; Selvam, A.; Chan, M.; Wong, J. (2013). Nitrogen conservation and acidity control during food wastes composting through struvite formation. Bioresource Technology, 147, 17-22.
• Xi, B.D.; Qin, X.S.; Su, X.K.; Jiang, Y.H.; Wei, Z.M. (2008). Characterizing effects of uncertainties in MSW composting process through a coupled fuzzy-vertex and factorial-analysis approach. Waste Management, 28(9), 1609-1623.
• Yang, F.; Li, G.X.; Yang, Q.Y.; Luo, W.H. (2013). Effect of bulking agents on maturity and gaseous emissions during kitchen waste composting. Chemosphere, 93, 1393-1399.