«Биотехнология – скорее искусство, чем наука»

Л.Бабурин (возможно, это сказал Перт)

 «Зри в корень»     К.Прутков

 ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ

(из ничего не бывает чего-либо) 

Теоретический выход биогаза Y_теор. (м³/кг сух.вещ.) (на примере навоза КРС).

В биотехнологии существует понятия теоретического выхода – отношение массы продукта к массе субстрата. Эта величина не встретилась ни на одном биогазовом сайте. Хотя она является ключевой при проектировании установок и разработке регламента.

 

Итак, сделаем попытку оценить Y _теор:

 В основе расчета выхода биогаза следующее уравнение:

  CH₂O  --->  CH₄ + CO₂

 где, CH₂O является органическим субстратом (углеводы, органические

кислоты).

·        В свежем навозе около 20% сухих веществ, из которых 50-60% CH₂O, (По Майеру органические вещества в навозе 75% ),  из них сбраживается 60-70%.  Теоретический выход биогаза 0,55 ÷ 0,74 м3/кг СH₂O (550 ÷ 740 м3/т).  (Ю.Швинка).

·        Для глюкозы (идеальный субстрат, например меласса).

    Y _{теор.глюк.} = 3,5 м³/кг (3500 м3/т) (Л.Бабурин).

         Y _{теор.нав.} = 0,65 м³/кг (650 м3/т) (Л.Бабурин).

При расчетах не включены затраты на поддержание метаболизма и на синтез биомассы, если с запасом, то порядка 50%.

 

·        По расчетам максимальный теоретический выход биогаза (свалочного газа) должен составлять 200 – 400 м3/т сухих твердых отходов  Ссылка  

 

• Навоз КРС 0,25÷0,34м³/кг (250÷340 м3/т). Ссылка 

 

• Выход биогаза на 1 т абсолютно сухого вещества составляет 250-350 м³ для отходов крупного рогатого скота, 400 м³ для отходов птицеводства, 300-600 м3 для различных видов растений, до 600 м³ - для отходов спиртовых и ацетонобутиловых заводов. Ссылка

 

• Расчетный выход биогаза из различного типа отходов Ссылка

Тип сырья	Выход газа, м3 на тонну сырья
Навоз коровий	60
Навоз свиной	65
Помет птичий	130
Зерно	500

P.S. Не совсем понятно, какой навоз – сухой или обычный?

1,30  ОАО "Белгородоблгаз"

1,30   Теплосоюз Украина

0,4 ÷ 0,5     ZORG  на основе таблицы (навоз КРС)

 

Субстрат	Выход биогаза м3/т
Навоз КРС (природный 85-88% вл.)	60
Навоз свиней (природный 85% вл.)	65
Птичий помет	80-140
Силос кукурузный	180-220
Свежая трава	250
Молочная сыворотка	50
Зерно	550
Фруктовый жом ( 80% вл.)	70
Свекольный жом (77% вл.)	100
Меласса	430
Свекольная ботва	200
Барда зерновая ( 93% вл.)	45
Барда меласная	50
Пивная дробина (80% вл.)	110
Жир	1300
Жир из жироловок	250
Отходы бойни	300
Корнеплодные овощи	100
Технический глицерин	500
Рыбные отходы	300

. 0,246 м3/кг ссылка

В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка

 

0,2÷0,4 (твердые отходы на свалке) ссылка 

 

                            Что мы имеем в реальности?

           Практический выход биогаза Y  (м3/кг сух.вещ.) – информация с сайтов (субстрат - навоз КРС)

0,1	БЭУ-35
0,1 ÷ 0,2	ООО Авторемонтный завод СИНТУР-НТ
0,15 ÷ 0,25	ссылка
0,2 ÷ 0,3	EnergoGrand
0,2 ÷ 0,3	АДИТИ
0,2 ÷ 0,29	ESKO
0,246	ссылка
0,3	Ecogen
0,25 ÷ 0,34	Fluid
0,25 ÷ 0,34	ссылка
0,268	"Автономный ЭнергоСервис"
0,27	Кoуд
0,34	ЦИАН
0,3 ÷ 0,5	ОАО "Белгородоблгаз"
0,3 ÷ 0,5	ссылка
0,3 ÷ 0,5	Альтернативная энергетика
0,3 ÷ 0,5	ссылка
0,448	Огре
0,5	Теплосоюз Украина

     ·        Установки "КОУД"  Ссылка

Количество перерабатываемых отходов при влажности 85% т/сутки – до 0,6т,  выход по биогазу с общей теплотворной способностью 480 тыс. кДж/сутки (эквивалент 17 кг топочного мазута) до 24 куб. м. в сутки (т.е  24 м³/0,09т = 0,27 м3/т (непонятно: малая величина). 

·        Ecogen  Ссылка

Выход газа м3/т сухого органического вещества: навоз коровий - 300-400, навоз свиной -450-500, помет птичий - 500-550.

 

·       Биогазовая установка в совхозе «Огре».

     Выход биогаза на 1 кг сухого органического вещества в сутки  0,448 м3 (В.С.Дубровскис, 1987).

Другими словами Y _прак= 0,448 м³/кг (448 м3/т), при скорости процесса – 0,037 м³/кг_*час.

 Кажется, что в цифрах по выходу творится полный хаос. Есть даже размерность - м³ биогаза/ м³объема установки (интересная размерность, особенно, когда биореактор пустой).

Y _прак. – это «печка, от которой надо плясать» при проектировании биогазовых установок, а Y _теор  - при разработке технологии.

 Мораль – «А где же остальной углерод!»

Что-то здесь не так, будем разбираться…

Либо микробы плохо работают, либо люди с цифрами ошибаются…

Еще полезная информация

 

Технико-экономические и эксплуатационные показатели биогазовых установок ссылка

 

Показатель	Совхоз «Огре» Латвия	ПХ НПО им.Фрунзе	Прянусская свиноферма
Вместимость м3	2 х 75	1 х 130	2 х 3260
Вид навоза, число голов	Бесподстилочный свиной 2500	Бесподстилочный свиной 3000	Навозные стоки 50тыс.
Температура ферментации	54	54-55	38
Суточная переработка	20 м3	30м3	400м3
Суточный выход газа	250-350 м3	350 м3	6210 м3
Время окупаемости	1,5	1,3	1,5

 
Дань классикам Биотехнологии

    Юрий Анатольевич ОВЧИННИКОВ (02.08.1934 - 17.02.1988) Академик Ю.А. Овчинников - основоположник отечественной биоорганической химии и биотехнологии, выдающийся ученый в области физико-химической биологии, крупнейший специалист в области мембранной биологии и химии пептидно-белковых веществ. Автор более 500 научных работ, в том числе двух монографий. Научные работы академика Ю.А. Овчинникова получили мировое признание. По его инициативе и под его руководством выполнены работы по созданию отечественных препаратов генно-инженерных интерферонов, инсулина и других медицинских препаратов.