PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Multi-phase flow assessment for the fermentation process in mono-substrate reactor with skeleton bed

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Ocena przepływu wielofazowego w procesie fermentacji w reaktorze monosubstratowym ze złożem szkieletowym
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The selected techniques were reviewed and their technological aspects were characterized in the context of multi-phase flow for biogas production. The conditions of anaerobic fermentation for pig slurry in a mono-substrate reactor with skeleton bed were analysed. The required technical and technological criteria for producing raw biogas were indicated. Design and construction of the mono-substrate model, biogas flow reactor, developed for cooperation with livestock buildings of various sizes and power from 2.5 kW to 40 kW. The installation has the form of a sealed fermentation tank filled with a skeletal deposit constituting a peculiar spatial system with regular shapes and a rough surface. Incorporating a plant in such a production cycle that enables the entire slurry stream to be directed from the cowshed or pig house underrun channels to the reactor operating in the flow mode, where anaerobic digestion will take place, allows to obtain a biogas. The paper presents preliminary results of experimental investigations in the field of hydrodynamic substrate mixing system for biogas flow assessment by the adhesive bed in the context of biogas production. The aim of the study was to assessment and shows the influence of the Reynolds number on the biogas resistance factor for the fermentation process in mono-substrate reactor with adhesive deposit. The measurement results indicate a clear effect of the Reynolds number in relation to the descending flow resistance coefficient for the adhesive bed.
PL
Dokonano przeglądu wybranych technik oraz scharakteryzowano ich technologiczne aspekty w kontekście przepływu wielofazowego w produkcji biogazu. Przeanalizowano warunki fermentacji beztlenowej gnojowicy świńskiej w reaktorze monosubstratowym ze złożem szkieletowym. Wskazano na wymagane kryteria techniczno-technologiczne wytwarzania surowego biogazu. Projekt oraz budowę modelu monosubstratowego, przepływowego reaktora biogazowego zrealizowano z przeznaczeniem do współpracy z budynkami inwentarskimi o różnej wielkości oraz mocy od 2,5 do 40 kW. Instalacja ma formę szczelnego zbiornika fermentacyjnego wypełnionego złożem szkieletowym stanowiącym swoisty przestrzenny układ o regularnych kształtach i chropowatej powierzchni. Wkomponowanie w taki cykl produkcyjny instalacji umożliwiającej skierowanie całego strumienia gnojowicy z kanałów podrusztowych obory lub chlewni do pracującego w trybie przepływowym reaktora, w którym będzie zachodziła fermentacja beztlenowa, umożliwia uzyskanie biogazu. W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań eksperymentalnych z zakresu hydrodynamicznego układu mieszania substratu na potrzeby oceny przepływu biogazu przez złoże adhezyjne w kontekście produkcji biogazu. Celem badań była ocena i wykazanie wpływu liczby Reynoldsa na współczynnik oporów przepływu biogazu w procesie fermentacji w reaktorze monosubstratowym ze złożem adhezyjnym. Badaniom poddano natężenie przepływu biogazu wynikającego z ciśnienia odniesienia w fermentorze. Przeprowadzono niezależną ocenę ilości biogazu i spadku ciśnienia na złożu szkieletowym. Podstawą oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez złoże adhezyjne jest charakterystyka przepływu, wynikająca z ciśnienia wymuszającego ten przepływ. W każdym przypadku wyznaczenie tej charakterystyki polega na określeniu wpływu strumienia biogazu na wartość tego nadciśnienia, równoważnego spadkowi ciśnienia – jest to równoznaczne z wyznaczeniem całkowitych oporów przepływu biogazu przez złoże adhezyjne. Wyniki pomiarów wskazują na wyraźny wpływ średnicy ekwiwalentnej dε = 2,01 m zawartej w liczbie Reynoldsa na zastępczy współczynnik oporów przepływu ξε dla złoża adhezyjnego.
Wydawca
Rocznik
Tom
Strony
150--156
Opis fizyczny
Bibliogr. 22 poz., fot., rys., tab.
Twórcy
  • Institute of Technology and Life Sciences, Department of Renewable Energy Sources, Biskupińska 67, 60-463 Poznań, Poland
Bibliografia
  • ARSHADY R. 1993. Microcapsules for food. Journal of Microencapsulation, Micro and Nano Carriers. Vol. 10. Iss. 4 p. 413–435. DOI 10.3109/02652049309015320.
  • BAKUŁA Z., STACHOWIAK R., WIŚNIEWSKI J., GRANICKA L., BIELECKI J. 2013. Immobilizacja komórek – znaczenie biomedyczne [Cell immobilization – biomedical significance]. Postępy Mikrobiologii. Nr 52(3) p. 233–245.
  • BONIN S. 2008. Mikroorganizmy bioimmobilizowane [Bioimmobilized microorganisms]. Agro Przemysł. No. 6 p. 20–22.
  • CHANDRA J., ZHOU G., CHANNOUM M.A. 2005. Fungal biofilms and actimycotics. Current Drug Targets. Vol. 8 p. 887–894.
  • COSTERTON J.W., LEWANDOWSKI Z., CALDWELL D.E., KORBER D.R., LAPPIN-SCOTT H.M. 1995. Microbial biofilms. Annual Review of Microbiology. Vol. 49 p. 711–745.
  • COSTERTON J.W., LEWANDOWSKI Z., DEBEER D., CALDWELL D.E., KORBER D.R., JAMES G. 1994. Biofilms, the customized microniche. Journal of Bacteriology. Vol. 176(8) p. 2137–2142.
  • CURRIE C.R. 2001. A community of ants, fungi, and bacteria: A multilateral approach to studying symbiosis. Annual Review of Microbiology. Vol. 55 p. 357–380.
  • CZEKAŁA W., GAWRYCH K., SMURZYŃSKA A., MAZURKIEWICZ J., PAWLISIAK A., CHEŁKOWSKI D., BRZOSKI M. 2017. The possibility of functioning micro-scale biogas plant in selected farm. Journal of Water and Land Development. No. 35 p. 19–25. DOI 10.1515/jwld-2017-0064.
  • DONLAN R.M. 2002. Biofilms: Microbial life on surfaces. Emerging Infectious Diseases. Vol. 8. No. 9 p. 881–890.
  • FUROWICZ A., BOROŃ-KACZMARSKA A., FERLAS M., CZERNOMYSY-FUROWICZ D., POBUCEWICZ A. 2010. Biofilm bakteryjny oraz inne elementy i mechanizmy pozwalające na przeżycie drobnoustrojom w warunkach ekstremalnych [Bacterial biofilm and other elements and mechanisms that allow microbial survival under extreme conditions]. Medycyna Weterynaryjna. T. 66. Nr 7 p. 444–448.
  • ITP 2018. Protokół przekazania procesu technologicznego [Report on the transfer of the technological process]. Poznań. Instytut Technologiczno-Przyrodniczy pp. 2.
  • JASIŃSKI A., SŁOMSKI R., SZALATA M., LIPIŃSKI D. 2006. Transplantacja narządów – wyzwanie dla biotechnologii [Organ transplantation – A challenge for biotechnology]. Biotechnologia. No. 72 p. 7–28.
  • KOŁWZAN B. 2008. Ocena przydatności inokulantów do bioremediacji gleby zanieczyszczonej produktami naftowymi [Assessment of the suitability of inoculants for bioremediation of soil contaminated with petroleum products]. Ochrona Środowiska. T. 30. Nr 4 p. 3–14.
  • KOŁWZAN B., ADAMIAK W., GRABAS K., PAWEŁCZYK A. 2005. Podstawy mikrobiologii w ochronie środowiska. [Basics of microbiology in environmental protection] [online]. Wrocław. Ofic. Wydaw. PWroc. [Access 20.11.2018]. Available at: https://www.dbc.wroc.pl/dlibra/doccontent?id=1016
  • KOSTER I.W., LETTINGA G. 1985. Application of the upflow anaerobic sludge bed (UASB) process for treatment of complex wastewaters at low temperatures. Biotechnology and Bioengineering. Vol. 27. No. 10 p. 1411–1417.
  • LANZA R.P., JACKSON R., SULLIVAN A., RINGELING J., MCGRATH C., KUHTREIBER W., CHICK W.L. 1999. Xeno-transplantation of cells using biodegradable microcapsules. Transplantation. Vol. 67 p. 1105–1111.
  • MIKOŁAJCZAK J., WRÓBEL B., JURKOWSKI A. 2009. Możliwości i bariery w produkcji biogazu z biomasy trwałych użytków zielonych w Polsce [Possibilities and limitations and biogas production from permanent grassland biomass in Poland]. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie. T. 9. Z. 2(26) p. 139–155.
  • MONDS R.D., O´TOOL G.A. 2009. The developmental model of microbial biofilms: Ten years of a paradigm up for review. Trends in Microbiology. Vol. 17. No. 2 p.73-87. DOI 10.1016/j.tim.2008.11.001.
  • SCHREZENMEIR J., KIRCHGESSNER J., GERO L., KUNZ L.A., BEYER J., MUELLER-KLIESER W. 1994. Effect of microencapsulation on oxygen distribution in islets organs. Transplantation. Vol. 57 p. 1308–1314.
  • SKOWRON K., BAUZA-KASZEWSKA J., KACZMAREK A., BUDZYŃSKA A, GOSPODAREK E. 2015. Mikrobiologiczne aspekty gospodarki gnojowicą [Microbiological aspects of slurry management]. Postępy Mikrobiologii. T. 54. Nr 3 p. 235–249.
  • ULUDAG H., DE VOS P., TRESCO P.A. 2000. Technology of mammalian cell encapsulation. Advanced Drug Delivery Reviews. Vol. 42. No. 1–2 p. 29–64.
  • WAŁOWSKI G. 2017. Fenomenologiczne ujęcie hydrodynamiki przepływu gazu przez struktury porowate [Phenomenological approach to hydrodynamics of gas flow through the porous structure]. Przemysł Chemiczny. T. 96. Nr 5 p. 1171–1178.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-562a50e7-c64a-43c5-8226-f96292b1b6ec
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.