Автоматизированная система регулирования температурного режима процесса брожения биомассы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизированная система регулирования температурного режима процесса брожения биомассы

Технические науки

Лукьянова Л.А.

В данной статье предложена автоматизированная система регулирования температурного режима процесса брожения биомассы, позволяющая повысить эффективность использования биогазовых установок.

Биогазовые установки это достойная альтернатива традиционным источникам энергии. Они позволяют добиться значительной экономии энергетических ресурсов за счет выделения газа, а так же повысить урожайность за счет выработки качественных удобрений.

Для эффективной работы биогазовой установки следует соблюдать температурный диапазон процесса брожения, для функционирования бактерий, способствующих брожению сырья.[1,2,3,4]

Для решения этого вопроса предлагается следующий вариант исполнения биогазовой установки.

Рисунок 1. Технологичная схема предлагаемой биогазовой установки: 1 -- газовое хранилище; 2 -- компрессор; 3 -- фильтр; 4 -- удобрения; 5 -- панель управления; 6 -- устройство перемешивания; 7 -- биореактор; 8 -- хранилище отходов; 9,11 -- насосы; 10 -- газовый котел; 12,13 -- датчики температуры; 14 -- электропривод.

Фермерские отходы загружаются в хранилище отходов (8), откуда после, посредством насоса поступают в биореактор (7), где в процессе брожения, датчик температуры (12) проводит замер текущей температуры субстрата tiб, и если tiб < tmin блок управления дает команду о необходимости нагрева биомассы газовым водогрейным котлом (10) и запуска привода (14) механического устройства перемешивания (6). Как только биомасса достигает условия tiб > tmax подача газа уменьшается, завершается перемешивание субстрата. Так же предусмотрен еще один датчик температуры (13), который при прорыве трубопровода или же другой аварии или поломке оборудования будет предохранять от перегрева котла. После окончательного сбраживания, биогаз, проходя очистку через фильтр (3), поступает в газовое хранилище (1) для дальнейшего использования, а перебродивший субстрат поступает в качестве удобрений в емкость (4). Далее начинается новый процесс переработки сырья.

Касательно программного обеспечения системы, предлагается следующая структурная схема работы.

Рисунок 2. Структурная схема автоматизированного управления регулирования температурного режима процесса брожения биомассы: БГУ -- биогазовая установка; ДТ1 -- датчик температуры в биореакторе; ДТ2 -- датчик температуры в топке котла; ЭП1 -- электропривод устройства механического перемешивания; ЭП2 -- электропривод устройства регулирования подачи газа; К -- газовый водогрейный котел; БУ -- блок управления.

Написанная программа, будет работать по алгоритму, представленному на рисунке 3. Составляющие которого являются: tib -- текущая температура биомассы,C; t1d -- допустимая температура биомассы, єC; tik -- текущая температура в топке котла, єC; t2d -- допустимая температура в топке котла,C.

Рисунок 3. Алгоритм программы регулирования температурного режима процесса брожения биомассы

биогазовый брожение бактерия температурный

Предлагаемая система автоматизированного управления регулирования температурного режима процесса брожения биомассы позволит повысить эффективность брожения органических отходов, контролируя и регулируя основной параметр -- температуру, что позволит получать наибольший объем биогаза высокого качества.

Список литературы

1. Дейнеко А.А., РАЗВИТИЕ БИОГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В РФ // А.А. Дайнеко, Д.Ю. Суслов // Современные наукоемкие технологии, - 2014. - № 7-2. - С. 64-67.

2. Онучин, Е. М. Биогазовая установка с устройством для перемешивания и каталитического обогрева субстрата [Текст] / Е.М. Онучин, А.А. Медяков, Р.В. Яблонский // Альтернативная энергетика и экология. - 2010. - №11. - С. 91-94.

3. Стребков Д.С., БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА // Д.С. Стребков, А.А. Ковалев А.А. // Техника и оборудование для села,- 2006. - №11. - С.28-30.

4. «Энергосовет» - Электронный журнал по энергосбережению [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.energosovet.ru (дата обращения 11.01.2018).

5. Харди Б. Android. Программирование для профессионалов [Текст] // Б. Харди и [др]. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2016. - 640 с.

Размещено на Allbest.ru