Исследование технологических свойств растительных отходов как альтернативного экологического топлива

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экономические науки


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

химиия
SOLUTION OF THE PROBLEM OF FORECASTING SINGS OF FRACTURE OF METALS WITH THE HELP OF NEURAL NETWORKS BASED ON WAVELET ANALYSIS OF ACOUSTIC EMISSION PULSES
© 2011
P.I. Averin, post-graduate student N.I. Kraynyukov, candidate of technical sciences, associate professor of the chair «Applied mathematics and informatics»
Togliatti State University, Togliatti (Russia)
Keywords: wavelet analysis- algorithm- neural network- multilayer perceptron- acoustic emission.
Annotation. In this paper we consider an example of a neural network. We consider the approach to solving the problem of forecasting sings of fracture of metals based on wavelet analysis of acoustic emission pulses.
УДК 574: 664
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ КАК АЛЬТЕРНАТИВНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ТОПЛИВА
© 2011
Л. И. Калашникова, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности»
А. А. Овчинникова, аспирант А. В. Александрова, кандидат технических наук, докторант А. А. Калашникова, студент Кубанский государственный технологический университет, Краснодар (Россия)
Ключевые слова: отходы агропромышленного комплекса- альтернативные источники энергии- биотопливо- ресурсосбережение- биоэнергетика.
Аннотация: Исследована возможность применения отходов переработки масличных и зерновых культур в качестве альтернативных источников энергии. Проведены экспериментальные исследования химического состава производственных смесей плодовой оболочки (лузги) семян подсолнечника и стержней кукурузных початков современных сортов и гибридов. Получены данные по теплотворной способности лузги подсолнечника и стержней кукурузных початков.
ВВЕДЕНИЕ
Рост цен на нефть и исчерпаемость её как природного ресурса обеспечил новый виток развития научно-исследовательских работ по комплексному использованию возобновляемого растительного сырья в решении проблем производства энергоносителей.
Биоэнергетика в России — одна из самых молодых, быстрорастущих и перспективных отраслей экономики. К понятию «биоэнергетика» относится все, что связано с получением в промышленных масштабах энергии из различного возобновляемого сырья биологического происхождения, в том числе отходов сельскохозяйственного производства: плодовые оболочки семян, лузга, шелуха, солома, вегетативные части растений. Понимая остроту и актуальность данной проблемы для страны в целом и сельскохозяйственной отрасли в частности, Министр сельского хозяйства РФ А. Гордеев высказал тревогу по поводу нынешнего состояния отрасли, так как сельское хозяйство все меньше и меньше имеет экономический доступ ко многим традиционным видам энергоресурсов. Если 15 лет назад в себестоимости производства зерновых культур доля топлива составляла 3%, то в настоящее время — 15−16% [1]. В связи с этим сельское хозяйство России заинтересовано в применении нетрадиционных ис-
точников энергии — возобновляемых источников своего производства, для производства альтернативных видов топлива. К сожалению, к 2007 году доля альтернативных источников энергии в России не смогла вырасти до 0,5% от общего его производства, как планировалось, хотя в США она приблизилась к 20%, что соответствует всему объему производства энергии в России [1].
В сельском хозяйстве РФ ежегодно образуется около 200 млн. т отходов растениеводства. Принято считать, что 1 т биомассы эквивалентна 0,625 т условного топлива [2]. В связи с этим переработка растительной биомассы для получения топлива, тепловой и электрической энергии и обеспечение ими сельских потребителей, особенно в труднодоступных и энергодефицитных районах, становится актуальной задачей.
Применение биомассы в натуральном твердом виде при получении энергии связано с рядом проблем — недостаточная экологическая безопасность и низкая эффективность преобразования и использования энергии сырья. Предварительная переработка биомассы в жидкую и газообразную формы представляется наиболее перспективной. Выработанное из биомассы жидкое и газообразное топливо более универсально, экологически приемлемо и имеет большее энергосодержание по сравнению с сырьем.
химия
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Отбор проб сырья — плодовой оболочки подсолнечника и стержней кукурузных початков урожая 2010 года, производился в производственных условиях от шести производственных партий по ГОСТ 27 379–87 с расчетной вероятностью 0,95. Для экспериментального обоснования перспектив применения объектов исследования в качестве топлива применялись следующие общепринятые методы исследования:
— определение объемной массы по ГОСТ 28 254–89-
— определение теплоты сгорания по ГОСТ 147–95-
— определение сырого жира по ГОСТ Р 50 817−95-
— определение сырой клетчатки по ГОСТ Р 50 817−95-
— определение протеина по ГОСТ Р 50 817−95-
— определение сырой золы по ГОСТ Р 50 852−96-
— определения химического состава золы ГОСТ Р 50 852−96, ГОСТ 10 538–87.
Оценку результатов и их статистическую достоверность проводили по известным методикам с использованием пакетов прикладных компьютерных программ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В качестве объектов исследования были выбраны подсолнечная лузга и стержни кукурузных початков современных сортов и гибридов, как наиболее многотоннажные для Краснодарского края и юга России и ценные биосырьевые энергоресурсы.
Результаты исследований объемной массы подсолнечной лузги и измельченных стержней кукурузных початков (до размера частиц не более 0,5 мм) представлены в таблице 1.
Результаты исследований объемной массы подсолнечной лузги в зависимости от вибраций и степени измельчения представлены в таблице 2.
Таблица 2. Изменение средней объемной массы подсолнечной лузги в зависимости от вибраций и степени
измельчения
Результаты исследований химического состава образцов от производственных партий данных видов отходов представлены в таблице 3.
Результаты проведенных исследований теплотворной способности на примере лузги семян подсолнечника представлены в таблице 4.
Результаты исследования химического состава золы по-
сле сжигания лузги семян подсолнечника представлены в таблице 5.
Таблица 3. Химический состав лузги семян полсолнечника и стержней кукурузных початков (% на абсолютно сухое вещество)
Наименование показателя Лузга семян подсолнечника Стержни кукурузных початков
Сырой жир 3,42 0,99
Сырая клетчатка 59,6 64,1
Сырой протеин (№б, 25) 1,88 2,42
Сырая зола 2,77 1,46
БЭВ 30,4 29,8
Таблица 4. Теплотворная способность лузги семян подсолнечника и выход фурфурола
Наименование показателя Единицы измерения Величина
Теплотворная способность — максимальная — минимальная кДж/кг 17 877 16 412
Выход фурфурола из абсолютно сухой массы % 17,2
Таблица 5. Химический состав остатка после сжигания
лузги семян подсолнечника
Название элемента Содержание, %
Калий 24,39
Кальций 11,85−14,14
Кремний 3,27−6,40
Магний 5,61−9,05
Натрий 0,42
Сера 0,62
Углерод 2,99
Фосфор 2,44
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Подсолнечная лузга и стержни кукурузных початков рассматривались с точки зрения использования их в качестве сырья для производства биотоплива или других товарных продуктов с учетом специфики обстоятельств и условий, характерных для Юга России и Краснодарского края, а также как сырья транспортируемого в другие регионы. С этой целью были исследованы специфические свойства данных продуктов важные для транспортировки и производства.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что подсолнечная лузга имеет очень низкие значения объемной массы. С целью увеличения объемной массы подсолнечной лузги были проведены исследования с различной степенью измельченности отобранных образцов в спокойном наполнении и при уплотнении вибрацией. Результаты проведенных исследований показали, что за счет измельчения и вибрации можно повысить объемную массу примерно в 4−5 раз в зависимости от степени измельчения или уплотнения вибрацией измельченного материала.
Как видно из таблицы 3 подсолнечная лузга и стержни кукурузных початков обладают низкой кормовой ценностью, поэтому их целесообразно использовать с учетом химического состава как химическое сырье с высоким содержанием клетчатки. С этой целью была определена теплотворная
Таблица 1. Объемная масса подсолнечной лузги и из-
мельченных стержней кукурузных початков
Наименование показателя Лузга семян подсолнечника Стержни кукурузных початков (измельченные)
Объемная масса, г/м3 90−150 210−270
Степень измельчения Средняя объемная масса при спокойном наполнении сосуда, кг/м3 Средняя объемная масса при уплотнении вибрацией, кг/м3
Неизмельченная лузга 82 103
Измельченная до Д=0,6 мм 348 449
Измельченная до Д=0,25 мм 398 548
биологические науки
способность лузги подсолнечника и выход фурфурола при её использовании как сырья для производства. Сравнивая полученные данные теплотворной способности отходов с теплотворной способностью известных топлив можно сказать, что теплотворная способность данных видов отходов аналогична теплотворной способности дубовых дров. В связи с этим представляется целесообразным использовать данные отходы в качестве обычного печного топлива. Однако, учитывая установленную нами низкую объемную массу, следует разработать методы компактирования данного вида топливного сырья.
Анализ результатов, представленных в таблице 5, свидетельствует о том, что по минеральному составу остаток сжигания подсолнечной лузги в наибольшей степени обогащен калием, кальцием и магнием и может в дальнейшем использоваться как минеральное удобрение.
ВЫВОДЫ
Использование альтернативного биотоплива из отходов растительного производства сельского хозяйства позволит
создать экологически безопасное, малоотходное производство, снизить себестоимость основной продукции, экономически эффективно использовать растительные отходы, экономно расходовать бюджетные средства, выделяемые на закупку топлива, а также развивать малый бизнес и создать постоянные рабочие места.
Работа выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 — 2013 годы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Офицеров Е. Н. Соотношение растительного сырья и газа в решении проблемы энергопотребления // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: материалы III Всероссийской конференции. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2007. Кн. 3. С. 192−195.
2. Мухачев С. Г., Мельников В. Н., Садыков А. Р., Иванов Б. Н., Корнилова Л. И. Перспективы комплексной переработки возобновимых ресурсов // Вестник Казанского технологического университета, 2003. № 2. С. 423−429.
POSSIBILITY OF TECHNOLOGICAL PROPERTIES OF VEGETABLE WASTE AS ALTERNATIVE ECOLOGICAL FUEL
© 2Q11
L.I. Kalashnikova, Candidate of the technical sciences, associate professor, associate professor of the chair «Health and Safety»
A.A. Ovchinnikova, post-graduate students
A.V. Alexandrova, Candidate of the technical sciences, doctorant
A.A. Kalashnikova, student Kuban State University of Technology, Krasnodar (Russia)
Keywords: agro-industrial wastes- alternative sources of energy- biofuels- resource conservation- bioenergetics.
Annotation: The possibility of using waste processing oilseed and grain crops as alternative sources of energy is studied. Experimental researches of the chemical composition of industrial mixtures of fruit shells of sunflower seeds and cores corncobs are spent. The data on the calorific value of sunflower husks and cores corncobs are obtained.
УДК 574: 664
АНАЛИТИЧЕСКИЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ АСПЕКТЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ОБОРОТА ВТОРИЧНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
© 2011
А. А. Овчинникова, аспирант А. В. Александрова, кандидат технических наук, докторант
В. Г. Щербаков, доктор технических наук, профессор
В. Н. Алешин, кандидат технических наук, старший преподаватель
Кубанский государственный технологический университет, Краснодар (Россия)
Ключевые слова: ресурсосбережение- вторичные материальные ресурсы- стержни кукурузных початков- корзинки подсолнечника- солома.
Аннотация: Приведены основные аналитические, технологические и региональные аспекты реализации эффективного оборота ресурсов при условии внедрения инновационных технологий использования вторичных материальных ресурсов агропромышленного и нефтегазового комплексов в южном регионе России.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой