AGRIS - 

2014

Abdrakhmanov, R.R. | Batanov, B.N. | Fajzullin, R.M., Bashkir State Agrarian Univ., Ufa

Use of renewable sources based on small hydro, wind and power stations and biogas mini-power plants can satisfy most of the needs for energy resources in agriculture and reduce consumption of organic fuel in the Republic of Bashkortostan. The region's hydro energy supply is estimated by the average streamflow ranging from 1.5-4 l/s*sq.km to 14-17.5 l/s*sq.km. The total hydro energy potential of small rivers was estimated to be at the level of 2.4-2.8 billion kW*h and specific design capacity of wind current in conditions of the Republic of Bashkortostan - from 397 to 112 W/sq.m. Energy potential of biogas obtained from processing wastes of agricultural production is estimated to be about 2.2-2.5 billion kW*h. Application of biogas mini-power plants with combined generation of electricity and heat makes it possible not to use organic fuel at the existing rural boiler rooms during the summer period and considerably cuts its consumption during the winter period. The analytical dependences showing interrelation of renewable sources with power supply of agricultural consumers that characterize the process of power supply from several energy sources are shown. These dependences in total represent the mathematical model to define a rational set of power sources for any consumers in terms of potential availability, reliability of each sources as well as their cost production. | Использование возобновляемых источников на основе малых гидро-, ветроэлектростанций и биогазовых тепловых мини-электростанций позволяет обеспечить значительную часть потребности сельского хозяйства в энергоресурсах и снизить потребление органического топлива в Республике Башкортостан. Обеспеченность региона гидроэнергетическими ресурсами оценивается средним модулем речного стока и составляет от 1,5-4 л/с*кв. км до 14-17,5 л/с*кв. км. Общий гидроэнергетический потенциал малых рек определен на уровне 2,4-2,8 млрд. кВт*ч, а удельная расчетная мощность ветрового потока в условиях Республики Башкортостан - от 397 до 112 Вт/кв. м. Энергетический потенциал биогаза, полученного за счет переработки отходов с.-х. производства, оценивается величиной около 2,2-2,5 млрд. кВт*ч. Применение биогазовых мини-электростанций с комбинированным производством электроэнергии и тепла позволяет отказаться от использования органического топлива на существующих сельских котельных в летний период времени и значительно снизить его расход в зимний период. Предложены аналитические зависимости, раскрывающие взаимосвязь возобновляемых источников с энергообеспечением с.-х. потребителей, характеризующие процесс энергоснабжения потребителей от нескольких источников энергии. Данные зависимости в совокупности представляют собой математическую модель, позволяющую определить рациональный набор энергоисточников для любого из потребителей с учетом потенциальной доступности, надежности каждого из источников, а также их себестоимости.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2014

Kornilov, N.I. | Stepanenko, E.E. | Chuksin, I.S., Stavropol State Agrarian Univ. (Russian Federation) | Kornilova, E.N.

Биотехнологический комплекс является замкнутым безотходным экологически безопасным предприятием, которое обеспечивает качество окружающей среды в соответствии с действующим природоохранным законодательством, полную утилизацию фекальных стоков и получение на их основе твердых и жидких органоминеральных удобрений, кормовых добавок для животных и птицы, электроэнергии и тепла, деминерализованной воды. Очищенные сточные воды направляются в биопруды, на орошение, теплицы и на собственные нужды ферм КРС. Предлагаемые разработки биотехнологических комплексов по переработке органических отходов позволяют обеспечить с.-х. и городские предприятия ЖКХ дополнительными возобновляемыми источниками электроэнергии и тепла, в т.ч. для реализации другим предприятиям и населению. Биотехнологический комплекс также предусматривает получение биоорганических удобрений (биогумус) с использованием вермикультур и биоминеральных удобрений (типа NPK), кормовых биодобавок и позволяет существенно сократить потребление питьевой воды, расходуемой на собственные нужды предприятия. Один из разработанных пилотных проектов предлагается к внедрению на территории Ставропольского края. | Biotechnological complex is a closed non-waste and environmentally sound company that provides quality of the environment in accordance with applicable environmental legislation, full utilization of sewage effluents and their processing to produce solid and liquid organo-mineral fertilizers, feed additives for animals and birds, electricity and heat, demineralized water. Treated wastewater is directed to bioponds, greenhouses, for irrigation, and needs of cattle farms. The proposed development of biotechnological complexes for organic waste processing allows providing agricultural and urban municipal utilities with additional renewable sources of electricity and heat, including for their own use and for sale to other companies and households. Biotechnological complex also allows producing bio-organic fertilizers (biohumus) using vermicultures and biomineral fertilizers (such as NPK), fodder dietary supplements and allows significantly reducing the consumption of drinking water for needs of the enterprise. One of the developed pilot projects is invited to implement in the territory of the Stavropol Krai.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2014

Zapevalov, M.V. | Zapevalov, S.M., Chelyabinsk State Agroengineering Academy

Разработан и запатентован способ утилизации и переработки птичьего помета. Меньшая часть помета обрабатывается стабилизатором с целью обеззараживания и закрепления питательных веществ. Большая часть помета подвергается пиролизу с получением электрической, тепловой энергии и золы. Часть электрической энергии (около 15%) используется на обеспечение работы технологической линии, остальная – на другие внутрихозяйственные нужды. Определенное количество тепловой энергии предусматривается использовать для высушивания помета перед его переработкой и гранул производимого удобрения. Остальная тепловая энергия может использоваться для отопления помещений. Зола, оставшаяся после пиролиза помета, может использоваться в качестве удобрения. Однако золу целесообразно смешивать с пометом, обработанным стабилизатором, и производить гранулированное органо-минеральное удобрение. Данная технология позволяет перерабатывать весь выходящий из птицефабрики помет в потоке без закладки его на хранение. Большая часть оборудования технологической линии является стандартным. Разработано и изготовлено также следующее нестандартное оборудование: приемно-накопительная станция, дозатор птичьего помета и минеральных компонентов, смеситель для приготовления органо-минеральных смесей. Предлагаемая технология предусматривает существенное снижение отрицательного воздействия на окружающую среду и получение востребованных и конкурентоспособных продуктов: электрической, тепловой энергии и комплексного органо-минерального удобрения. | There has been developed and patented a method for utilizing and processing poultry manure. A miner of manure is processed by a stabilizer in order to disinfect and fix nutrients. Most manure is subjected to pyrolysis to generate electrical, heart energy and ash. A part of electrical energy (about 15%) is used to provide operation of the process line, the remaining part is used for other intra-entity needs. Some amount of heat energy is provided to use in drying manure before it is processed and granules of the manure to be produced. The remaining heat energy may be used for heating rooms. The ash remained after pyrolysis of manure may be used as a fertilizer. However, it is advisable to mix ash and manure processed by a stabilizer to produce granulated organo-mineral fertilizer. This technology allows processing the entire flow manure yield of a poultry farm without putting it up. Most equipment of the process line is standard. The following non-standard equipment has been developed and made: a receiving accumulating station, a dosing unit of poultry manure and mineral components, a mixer for preparing organo-mineral mixtures. The proposed technology comprises essentially reducing a negative impact on the environment and obtaining in-demand competitive products: electrical and heat energy, and complicated mineral fertilizer.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2014

Il'in, Yu.P. | Khohlov, A.V. | Tsarev, I.B. | Kuzmina, N.Yu. | Rudnykh N.V., Chelyabinsk State Agroengineering Academy

Моделировали процесс длительного анаэробного сбраживания жома вегетативной массы сенажа топинамбура при одноразовой загрузке и непрерывном циклическим режиме брожения в реакторах вертикального типа биогазовых установок. Определяли зависимость выхода биогаза от длительности брожения для мезофильного процесса в диапазоне от начала выделения биогаза до устойчивого режима. Для процесса непрерывного сбраживания в течение 15 сут учитывалось количество суточных доз добавляемого субстрата при равномерном последовательном вытеснении отбираемой массы. Определялся удельный выход газа (куб.м) на 1 т сухого органического вещества (допускали, что максимум соответствует траве, а минимум - соломе) в зависимости от продолжительности сбраживания при температуре брожения 34 град. С (при разовой загрузке). При принятом режиме сбраживания в биогазовой установке и дозе загрузки 19, 32, 44 т, что составляет, соответственно 30, 50 и 70% от общего объема массы, поступающей с участка сенажирования, определялся выход субстрата с биогазом и масса биошлама (посуточно). Составлены соответствующие уравнения. Для обработки полученных данных при расчете зависимости выхода биогаза от длительности брожения при дозе загрузки сухого органического вещества 32 т были использованы следующие методы: интерполяция полиномом Лагранжа, аппроксимация и кубическая сплайн-интерполяция. Вычисления проводились в ПК MathCAD. Последние 2 метода позволяют проводить вычисления для различных точек зависимости при непрерывном процессе сбраживания сырья растительного происхождения. | Simulated was a process of long-term anaerobic digestion of topinambur vegetative mass pulp at one time loading and the continuous cyclic digestion mode in biogas plant reactors of the vertical type. There was assessed the dependence of biogas output on digestion period for a mesophilic process within the range from the beginning until a steady mode of biogas discharge. For a continuous digestion process, within 15 days, the number of daily doses of added substrate with uniform consecutive mass extraction was considered. The specific gas output (cub. m) per 1 ton of dry organic substance (it was allowed that the maximum corresponds to grass, the minimum - to straw) depending on the digestion time at the temperature of 34 deg. C (one time loading) was de-termined. At the conventional digestion mode in the biogas plant and the load dose of 19, 32, 44 tons, which amounts to 30, 50 and 70%, respectively, of the total mass from the area of making hay-lage, the substrate output with biogas and bioslime output (daily) were determined. Appropriate equations were made. For processing the data obtained when the dependence of the biogas output on the digestion period at the lode dose of dry organic matter of 32 tons was calculated the follow-ing methods were used: Legendre polynomial interpolation, approximation and cubic spline interpo-lation. Calculations were performed in PC MathCAD. The last 2 methods allow calculating for different dependence points of a continuous digestion process for raw materials of plant and animal origin.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2014

Shekikhachev, Yu.A. | Fiapshev, A.G. | Kil'chukova, O.Kh. | Khamokov, M.M., Kabardino-Balkaria State Agrarian Univ., Nalchik

The most preferable raw material for bioenergetics is poultry excrement which, if utilized with the help of biogas aggregates (BGA), can produce a lot of biogas and high quality bio fertilizers. The use of bio gas aggregates in farmer households (FHH) provides a number of advantages such as: energy independence, the rise of production output, wastes utilization problem solution. A mathematic model of poultry excrements fermentation process depending on the schedule of work of technological equipment and structural parameters of BGA was developed; a structural technological scheme as well as parameters and technological modes of BGA work were proved. The prototype of BGA was implemented in 2 FHH in Tersky Area, Kabardino-Balkar Republic. A mathematical model of the process of biogas production was made, with use of the methodology of 3-factor experiment planning, and some other parameters were optimized, such as: fermentation temperature - 54 deg. C; the moisture of original raw material - 90%; the processing duration of poultry excrements - 263 hours (11 days). The output of biogas equals 0.67 m3/kg of dry substance. The use of BGA allows to essentially improve the ecological situation as it excludes the pollution of surrounding water reservoirs with sewage and emissions (methane, ammonia, sodium oxide) release into air. It was stated that the obtained bio organic fertilizer makes a positive effect on the vegetables yield. When applying optimal doses of obtained fertilizer (for tomatoes - 100 g/plant, for cucumbers - 125 g/plant) the tomatoes' yield increases by 34.6%, the cucumbers' one - by 44.2%. The total result in green house block of enterprise, including the effect of ecological situation improvement as well as the use and sale of products (vegetables, biogas, bio fertilizers) was 378.15 rub/m2. | Наиболее предпочтительное сырье для биоэнергетики – птичий помет, при утилизации которого с использованием биогазовых установок (БГУ) вырабатывается большое количество биогаза, а также высокоэффективные биоудобрения. Применение биогазовых установок в крестьянском (фермерском) хозяйстве обеспечит: энергетическую независимость, увеличение объемов производства, решение проблем утилизации отходов. Разработана математическая модель процесса сбраживания птичьего помета в зависимости от режимов работы технологического оборудования и конструктивных параметров БГУ; обоснованы конструктивно-технологическая схема, параметры и технологические режимы работы БГУ. Опытный образец БГУ внедрен в 2 хозяйствах в Терском районе Кабардино-Балкарской Республики. Разработана математическая модель процесса выработки биогаза с использованием методики планирования 3-факторного эксперимента, оптимизированы параметры: температура сбраживания 54 град. С; влажность исходного сырья 90%; длительность переработки помета 263 ч (11 дней). Выход биогаза составляет 0,67 куб.м/кг сухого вещества. Использование БГУ позволяет существенно улучшить экологическую обстановку, так как исключается загрязнение прилегающих водоемов сточными водами и отсутствуют выбросы в атмосферу вредных веществ (метана, аммиака, оксида натрия). Установлено, что полученное биоорганическое удобрение оказывает положительное влияние на урожайность овощных культур. При внесении оптимальных доз полученного удобрения (для томатов 100 г/растение, для огурцов – 125 г/растение) урожайность томатов повышается на 34,6%, огурцов – на 44,2%. Общий результат в тепличном блоке предприятия, включающий эффекты от улучшения экологической обстановки, реализации и использования продукции (овощей, биогаза и биоудобрения), составил 378,15 руб/кв.м.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation