Одержання водню з целюлозовмісної сировини

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorДрапой, Дарина Ігорівна
dc.date.accessioned2021-09-02T07:14:50Z
dc.date.available2021-09-02T07:14:50Z
dc.date.issued2021
dc.description.abstractenThesis are devoted to scientific and technical bases of fermentation agricultural waste with obtaining hydrogen. In the research an effective association of microorganisms - cellulose destructors and hydrogen producers has been isolated. Natural microbial association from the soil has been taken as a basis, as it contains a reduced amount of hydrogen consumers - sulfate-reducing microorganisms, compared to natural associations from the silt and from the flowing body of water. It has been experimentally determined that to neutralize methane-producing microorganisms it is necessary to carry out heat treatment of the inoculum at t = 90ºC for 1 hour. Under this treatment, microorganisms of the genera Clostridium and Bacillus form spores that germinate in 2 days under favorable conditions. It has been determined that additional enrichment of the microbial association of Clostridium and Bacillus genera leads to an increase in hydrogen yield compared to the original association. Moreover, hydrogen content in biogas depends on the number and ratio of microorganisms added. It has been established that enrichment of the microbial association by the microbial culture of Clostridium and Bacillus genera at the ratio 1:2.5 increases hydrogen yield by 2.3 times. This is due to the fact that for the optimal viability of the microorganisms of Clostridium genus, a completely anaerobic environment is required. And the microorganisms of Bacillus genus require presence of a certain amount of oxygen. If the number of microorganisms of Bacillus genus is insufficient, a certain amount of oxygen remains in the gas phase and the optimal environmental conditions for the development of Clostridium are not be reached. This in turn reduces their enzymatic activity, which leads to a reduction in hydrogen yield. A rational method of raw materials pre-treatment has been determined (3h, 20% NaOH); it allows to increase hydrogen yield by 3 times. The alkali effectively removes lignin from biomass, improves cellulose availability and increases the adsorption area of substrate for the microorganisms. The thesis proposes a mathematical description of biogas production depending on the pH value and substrate concentration; it allows to model an arbitrary nature of the process and determine the optimal conditions for hydrogen production depending on the variable parameters of the process. The main technological parameters of cellulose-containing raw materials fermentation process with hydrogen production have been determined: process temperature - 35ºC, pH - 7-7.5, raw material concentration - 50 ± 5 g / dm3, inoculum to substrate ratio - 1:4, constant removal of hydrogen from the fermentation zone. This allows to obtain biogas with hydrogen content of 87.5 ± 4.2%.en
dc.description.abstractruДиссертация посвящена научно-техническим основам технологии ферментации сельскохозяйственных отходов с получением водорода. В диссертационной работе было выделено эффективную ассоциацию микроорганизмов-деструкторов целлюлозы и продуцентов водорода. За основу было взято естественную ассоциацию микроорганизмов из почвы, со сниженным содержанием консументов водорода – сульфатредуцирующих микроорганизмов, по сравнению с естественными ассоциациями из ила и проточных водоемов. В работе экспериментально определено, что для обезвреживания метанобразующих микроорганизмов необходимо проводить температурную обработку инокулята при t = 90ºС в течение часа. При данной обработке микроорганизмы родов Clostridium и Bacillus образуют споры, которые прорастают уже через 2 дня при благоприятных условиях. Определено, что дополнительное обогащение ассоциации микроорганизмами родов Clostridiuт и Bacillus приводит к увеличению выхода водорода по сравнению с исходной ассоциацией. Причем содержание водорода в биогазе зависит от количества и соотношения микроорганизмов. Установлено, что обогащение ассоциации культурами микроорганизмов родов Clostridium и Bacillus в соотношении 1: 2,5 позволяет увеличить выход водорода в 2,3 раза. Определен рациональный метод предварительной обработки сырья (3 часа, 20% NaOH), что позволяет повысить выход водорода в 3 раза. Щелочь эффективно удаляет лигнин из биомассы, улучшает доступность целлюлозы и увеличивает площадь адсорбция субстрата для микроорганизмов. В диссертационной работе наведено математическое описание выхода биогаза в зависимости от значения рН и концентрации субстрата, что позволяет моделировать произвольный характер процесса и определять оптимальные условия получения водорода в зависимости от переменных параметров процесса. Определены основные технологические параметры процесса ферментации целлюлозосодержащих сырья с производством водорода: температура процесса - 35ºC, рН – 7 - 7,5, концентрация сырья – 50 ± 5 г / дм3, соотношение инокулята к субстрату 1:4, постоянный отвод водорода из зоны ферментации, что позволяет получить биогаз с содержанием водорода 87,5 ± 4,2%.ru
dc.description.abstractukДисертація присвячена науково-технічним основам технології ферментації сільськогосподарських відходів з отриманням водню. В дисертаційній роботі було виділено ефективну асоціацію мікроорганізмів-деструкторів целюлози та продуцентів водню. За основу взято природну асоціацію мікроорганізмів з ґрунту, що зменшує вміст в асоціації консументів водню – сульфатредукуючих мікроорганізмів, в порівнянні з природними асоціаціями з мулу та проточних водойм. В роботі експериментально визначено, що для знешкодження метаноутворюючих мікроорганізмів необхідно проводити температурну обробку інокуляту при t = 90ºС протягом 1 години. За даної обробки мікроорганізми родів Clostridium та Bacillus утворюють спори, що проростають вже за 2 дні за сприятливих умов. Визначено, що додаткове збагачення асоціації мікроорганізмами родів Clostridiuт та Bacillus призводить до збільшення виходу водню в порівнянні з вихідною асоціацією. При чому вміст водню в біогазі залежить від кількості та співвідношення мікроорганізмів, що додаються. Встановлено, що збагачення асоціації культурами мікроорганізмів родів Clostridium та Bacillus у співвідношенні 1:2,5 дає можливість збільшити вихід водню в 2,3 рази. Визначено раціональний метод попередньої обробки сировини (3 год, 20% NaOH) що дозволяє підвищити вихід водню у 3 рази. Луг ефективно видаляє лігнін з біомаси, покращує доступність целюлози та збільшує площу адсорбція субстрату для мікроорганізмів. В дисертаційній роботі наведено математичний опис продукування біогазу залежно від значення рН та концентрації субстрату, що дозволяє моделювати довільний характер процесу і визначати оптимальні умови продукування водню в залежності від змінних параметрів процесу. Визначено основні технологічні параметри процесу ферментації целюлозовмісної сировини з продукуванням водню: температура процесу – 35ºC, рН - 7 – 7,5, концентрація сировини - 50 ± 5 г/дм3, співвідношення інокуляту до субстрату 1:4, постійне відведення водню з зони ферментації, що дозволяє одержати біогаз з вмістом водню 87,5±4,2%.uk
dc.format.page24 с.uk
dc.identifier.citationДрапой, Д. І. Одержання водню з целюлозовмісної сировини : автореф. дис. … канд. техн. наук. : 03.00.20 – біотехнологія / Драпой Дарина Ігорівна. – Київ, 2021. – 24 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/43554
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectводеньuk
dc.subjectцелюлозовмісні сільськогосподарські відходиuk
dc.subjectанаеробна ферментаціяuk
dc.subjectдеструкція целюлозиuk
dc.subjectасоціація мікроорганізмівuk
dc.subjectClostridiumuk
dc.subjectBacillusuk
dc.subjecthydrogenuk
dc.subjectcellulose-containing materialsuk
dc.subjectagricultural wasteuk
dc.subjectanaerobic fermentationuk
dc.subjectdestruction of celluloseuk
dc.subjectmicrobial associationuk
dc.subjectClostridiumuk
dc.subjectBacillus generauk
dc.subjectводородuk
dc.subjectцеллюлозосодержащие материалыuk
dc.subjectсельскохозяйственные отходыuk
dc.subjectанаэробная ферментацияuk
dc.subjectдеструкция целлюлозыuk
dc.subjectассоциация микроорганизмовuk
dc.subjectClostridiumuk
dc.subjectBacillusuk
dc.subject.udc66.098:546.11uk
dc.titleОдержання водню з целюлозовмісної сировиниuk
dc.typeThesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Drapoi_aref.pdf
Розмір:
1.38 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (КЕБ)
Автореферати (вільний доступ)