Теоретичне та експериментальне обґрунтування техніко-технологічної системи виробництва і використання біопалива у сільському господарстві

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05.05.11 «Машини і засоби механізації сільськогосподарського виробництва». Національний університет біоресурсів і природокористування України. Київ, 2019. Дисертацію присвячено вирішенню науково-прикладної проблеми розроблення моделей і методів техніко-технологічного обґрунтування системи виробництва і використання біопалив у сільському господарстві. Для вирішення даної проблеми вибрано основні методи і методики теоретичних таекспериментальних досліджень, розроблено моделі процесів, які відбуваються при очищенні біодизеля, метановому зброджуванні та гранулюванні біомаси. Розроблено математичну модель системи аерозольного промивання біодизеля, яка дозволяє шляхом розв’язання системи диференціальних рівнянь визначати параметри системи промивання. Розроблено наукові основи обґрунтування вимог до систем підготовки та дозування сировини в біогазовій установці, що включає: експериментальне визначення максимального виходу біогазу при періодичному завантаженні субстрату; розроблення та використання математичної моделі функціонування біогазової установки для отримання залежностей виходу біогазу при поступовому режимі завантаження; обґрунтування оптимальних параметрів дозування косубстратів за допомогою методу градієнтного спуску. Розроблено метод обґрунтування технікотехнологічних вимог до системи підготовки субстрату шляхом встановлення оптимальних обсягів дозування сировини, що дає можливість обґрунтувати конструктивні параметри обладнання для приготування і дозування різних видів косубстратів. Удосконалено математичну модель функціонування біогазової установки, в якій, на відміну від відомих моделей, враховуються втрати поживних речовин, які бактерії переробляють і використовують на виробництво біогазу, що дає можливість врахувати більшу кількість факторів при прогнозуванні виходу біогазу. Удосконалено концепцію функціонування агробіоінженерної системи з виробництвом і переробкою сільськогосподарської продукції шляхом впровадження технологій та комплексу машин і обладнання виробництва дизельного і гранульованого біопалива та біогазу, яка відрізняється від відомих тим, що сировиною для виробництва біогазу є відходи біодизельного і крохмального виробництв та молокопереробки, для виробництва паливних гранул і брикетів  відходи сільськогосподарського виробництва, що дає можливість збільшити прибуток господарства та вирішити проблему утилізації відходів