Производство биогаза из отходов сахарного тростника: оценка кинетических проблем проектирования процесса

Производство биогаза из отходов сахарного тростника обладает значительным потенциалом для генерации энергии; однако для оптимизации процесса анаэробного сбраживания (АС) необходимо тщательно оценивать характеристики каждого субстрата. В данном исследовании оценены кинетические проблемы, связанные с производством биогаза из различных видов отходов сахарного тростника. Образцы мелассы-стоков (винассы), фильтрационного кека, жома и соломы анализировали по содержанию общего и летучего сухого вещества, химическому потреблению кислорода, макроэлементов, микроэлементов и пищевой ценности. Для оценки энергетического потенциала субстратов в зависимости от типа сахаротростникового перерабатывающего предприятия проведены тесты биохимического метанового потенциала. Выход метана значительно варьировал (5–181 Нм³·т свежей массы⁻¹), главным образом вследствие различий в характеристиках субстратов и процессах производства сахара и/или этанола. Поэтому для крупномасштабной оптимизации АС при производстве биогаза из жома и соломы следует использовать реактор непрерывного перемешивания с длительным гидравлическим временем удерживания (>35 суток) в сочетании с предварительной обработкой для усиления разложения волокнистых углеводов. При использовании винассы в качестве субстрата рекомендуется применять системы иммобилизации биомассы из-за низкого содержания в ней твердых веществ, тогда как фильтрационный кек может дополнять производство биогаза из винассы в межсезонье переработки сахарного тростника, обеспечивая более эффективное использование биогазовой системы в течение всего года.