Wpływ parametrów wykorzystywanego biowęgla na proces fermentacji ciemnej.
Type
Project
Date Issued
2019
Author
Kamil Kozłowski
Discipline
mechanical engineering
Abstract (PL)
W ostatnich latach obserwowany jest wzrost zainteresowania właściwościami biowęgla i jego zastosowaniami w różnych dziedzinach nauki i gospodarki. Coraz częściej mówi się o możliwości jego zastosowania w energetyce, przemyśle, rolnictwie a także w ochronie środowiska. Ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne wydaje się sensowne zastosowanie biowęgla jako materiału pomocniczego w procesie fermentacji metanowej i wodorowej. Wynika to z faktu, iż charakteryzuje się on dobrymi właściwościami adsorpcyjnymi (co wpływa na ograniczenie inhibicji procesów) oraz pozwala zwiększyć aktywność mikroorganizmów odpowiedzialnych za produkcję metanu i wodoru. Należy jednak podkreślić, że o ile przykładów badań nad możliwościami wykorzystania biowęgla
w procesie fermentacji metanowej jest dużo, to prace dotyczące zastosowania tego materiału
w fermentacji ciemnej są w dalszym ciągu nieliczne. Ponadto brak jest informacji dotyczących zależności pomiędzy czynnikami procesu produkcji biowęgla i wynikającą stąd jego charakterystyką, a dynamiką produkcji wodoru w procesie fermentacji ciemnej.
W związku z tym głównym celem projektu jest analiza wpływu biowęgla wytworzonego
w różnych warunkach produkcyjnych na przebieg procesu fermentacji ciemnej (wodorowej).
W ramach projektu zaplanowano serię doświadczeń, w których materiałem wyjściowym będzie poferment z funkcjonującej biogazowni rolniczej. Analizie poddane zostaną także zmiany właściwości fizykochemicznych i mikrostruktury biowęgla uzyskanego w procesie wytwórczym prowadzonym przy różnych parametrach. Kolejnym zagadnieniem poddanym analizie będzie wielkość oraz dynamika wytwarzania gazów w trakcie fermentacji ciemnej przy wykorzystaniu różnych rodzajów materiału pomocniczego.
Do analizy uzyskanych wyników wykorzystany zostanie symulator sztucznych sieci neuronowych. Warto podkreślić fakt, iż do tej pory nie przeprowadzono badań, które dotyczyłyby celów i zakresu proponowanego w niniejszym projekcie. Otrzymane wyniki przyczynią się do uzupełnienia stanu wiedzy na temat wpływu oddziaływania różnych parametrów wytworzonego biowęgla na proces fermentacji wodorowej (ciemnej).
w procesie fermentacji metanowej jest dużo, to prace dotyczące zastosowania tego materiału
w fermentacji ciemnej są w dalszym ciągu nieliczne. Ponadto brak jest informacji dotyczących zależności pomiędzy czynnikami procesu produkcji biowęgla i wynikającą stąd jego charakterystyką, a dynamiką produkcji wodoru w procesie fermentacji ciemnej.
W związku z tym głównym celem projektu jest analiza wpływu biowęgla wytworzonego
w różnych warunkach produkcyjnych na przebieg procesu fermentacji ciemnej (wodorowej).
W ramach projektu zaplanowano serię doświadczeń, w których materiałem wyjściowym będzie poferment z funkcjonującej biogazowni rolniczej. Analizie poddane zostaną także zmiany właściwości fizykochemicznych i mikrostruktury biowęgla uzyskanego w procesie wytwórczym prowadzonym przy różnych parametrach. Kolejnym zagadnieniem poddanym analizie będzie wielkość oraz dynamika wytwarzania gazów w trakcie fermentacji ciemnej przy wykorzystaniu różnych rodzajów materiału pomocniczego.
Do analizy uzyskanych wyników wykorzystany zostanie symulator sztucznych sieci neuronowych. Warto podkreślić fakt, iż do tej pory nie przeprowadzono badań, które dotyczyłyby celów i zakresu proponowanego w niniejszym projekcie. Otrzymane wyniki przyczynią się do uzupełnienia stanu wiedzy na temat wpływu oddziaływania różnych parametrów wytworzonego biowęgla na proces fermentacji wodorowej (ciemnej).
Abstract (EN)
In the past few years, there has been a growing interest in biochar properties and its applications in various fields of science and economy or even in the power industry, agriculture as well as in environmental protection. Due to physicochemical properties of biochar, it seems reasonable to use biochar as an supporting material in the methane and hydrogen fermentation process for it has good adsorption properties (which influences the inhibition of processes) and fosters microorganism activity responsible for the production of methane and hydrogen. Although, there are many research cases on the possibilities of using biochar in the methane fermentation process, works on the application of this material in dark fermentation process are still poor. In addition, there is no information on the relationship between the factors of the biochar production and its resulting characteristics as well as the dynamics of hydrogen production in the dark fermentation process.
In view of the above, the main goal of the project is to carry out the analysis on the impact of biochar produced in various production conditions on the course of the dark (hydrogen) fermentation process. As part of the project, a series of experiments have been planned using a digestate from a functioning agricultural biogas plant as the initial material. The analysis will also cover changes in physicochemical properties and microstructure of biochar obtained in the production process at various parameters. The size and dynamics of gas production during dark fermentation using various types of supporting material will be performed.
For the analysis of the obtained results a simulation of artificial neural networks will be performed. It is worth emphasizing, that so far no research studies have been carried out that would address the objectives and scope proposed in this project. The obtained results will contribute to supplementing the knowledge on the impact of different parameters of the obtained biochar on the hydrogen (dark) fermentation process.
In view of the above, the main goal of the project is to carry out the analysis on the impact of biochar produced in various production conditions on the course of the dark (hydrogen) fermentation process. As part of the project, a series of experiments have been planned using a digestate from a functioning agricultural biogas plant as the initial material. The analysis will also cover changes in physicochemical properties and microstructure of biochar obtained in the production process at various parameters. The size and dynamics of gas production during dark fermentation using various types of supporting material will be performed.
For the analysis of the obtained results a simulation of artificial neural networks will be performed. It is worth emphasizing, that so far no research studies have been carried out that would address the objectives and scope proposed in this project. The obtained results will contribute to supplementing the knowledge on the impact of different parameters of the obtained biochar on the hydrogen (dark) fermentation process.