Выход продукции

При образовании метана, когда субстратом является глюкоза, весовой выход газа составляет только около 27%, а выход энер­гии (теоретически)—более 90%. Однако на практике из-за сложного состава сырья, перерабатываемого в анаэробных ре­акторах, и низкой эффективности его переработки валовый вы­ход энергии составляет от 20 до 50%. Определение выхода био­газа— задача более сложная, чем выхода метана. Прежде все­го нужно уточнить, что мы хотим измерить: валовый выход

(биотаз-С02 в смеси с метаном) или же один метан. Состав газа- существенно изменяется в зависимости от условий в реакторе,, а также от природы подаваемого в него сырья. Теоретически) при переработке углеъолоъ на СОг и метан эти газы должны образовываться в равных количествах. На самом деле не весь. СОг выделяется в виде газа, так как он растворяется в воде к может взаимодействовать с гидроксил-ионами с образованием' бикарбонатов. Концентрация образующегося бикарбоната будет зависеть от скорости протока жидкости, рН, температуры и со­держания в жидкой фазе ионов металлов и других веществ.

Количество образующегося бикарбоната сильно зависит от содержания белка в сырье: чем оно больше, тем богаче биогаз: метаном. Обычно биогаз содержит 60—70% метана. Он образу­ется со скоростью 0,5 м³ на килограмм сухой массы летучих компонентов; время удержания составляет около 15 суток. Это» соответствует приблизительно 0,3 м³ метана на килограмм су­хой массы твердых компонентов. Впрочем, точные оценки дать- сложно, так как выход зависит от условий работы системы,, сырья и конструкции реактора.

В последних сообщениях об установках, перерабатывающих биомассу разного качества, приводятся выходы от 0,17 до> 0,4 м³ метана на килограмм сухой массы сырья. Скорость за­грузки при этом составляла от 1 до более чем 10 кг сырья на¹ кубометр реактора в сутки, время удержания 10-—40 суток,, а глубина переработки субстрата от 20 до более чем 70%.

Повышение выхода за счет увеличения содержания энергии в продукте будет способствовать повышению валового произ­водства энергии реактором. К сожалению, это не говорит о чис­том выходе энергии, который будет существенно ниже, так как при таком ведении процесса энергозатраты возрастут. Количе­ство энергии, которую необходимо подать в конкретную систему,, будет определяться характером идущего в ней процесса. Он в свою очередь определяется микробной флорой и природой ис­пользуемого сырья.

Задачи научных исследований

Сегодня нам еще немного известно о биохимии микробов, участ­вующих в процессе. Внимания требует и инженерная сторона дела: нужно усовершенствовать способы закачки сырья, измере­ния объемов газа, теплообеспечения, использования двигателей внутреннего сгорания для производства электроэнергии и систе­мы контроля. Основой существенного улучшения экономических показателей могло бы стать уменьшение времени удержания, нужного для эффективной переработки нерастворимых компо­нентов. Для этого следует в первую очередь улучшить способы подготовки сырья.