Драпой Д. І. Одержання водню з целюлозовмісної сировини

Дисертація присвячена науково-технічним основам технології ферментації сільськогосподарських відходів з отриманням водню. В дисертаційній роботі було виділено ефективну асоціацію мікроорганізмів-деструкторів целюлози та продуцентів водню. За основу взято природну асоціацію мікроорганізмів з ґрунту, що зменшує вміст в асоціації консументів водню – сульфатредукуючих мікроорганізмів, в порівнянні з природними асоціаціями з мулу та проточних водойм. В роботі експериментально визначено, що для знешкодження метаноутворюючих мікроорганізмів необхідно проводити температурну обробку інокуляту при t = 90ºС протягом 1 години. За даної обробки мікроорганізми родів Clostridium та Bacillus утворюють спори, що проростають вже за 2 дні за сприятливих умов. Визначено, що додаткове збагачення асоціації мікроорганізмами родів Clostridiuт та Bacillus призводить до збільшення виходу водню в порівнянні з вихідною асоціацією. При чому вміст водню в біогазі залежить від кількості та співвідношення мікроорганізмів, що додаються. Встановлено, що збагачення асоціації культурами мікроорганізмів родів Clostridium та Bacillus у співвідношенні 1:2,5 дає можливість збільшити вихід водню в 2,3 рази. Визначено раціональний метод попередньої обробки сировини (3 год, 20% NaOH) що дозволяє підвищити вихід водню у 3 рази. Луг ефективно видаляє лігнін з біомаси, покращує доступність целюлози та збільшує площу адсорбція субстрату для мікроорганізмів. В дисертаційній роботі наведено математичний опис продукування біогазу залежно від значення рН та концентрації субстрату, що дозволяє моделювати довільний характер процесу і визначати оптимальні умови продукування водню в залежності від змінних параметрів процесу. Визначено основні технологічні параметри процесу ферментації целюлозовмісної сировини з продукуванням водню: температура процесу – 35ºC, рН - 7 – 7,5, концентрація сировини - 50 ± 5 г/дм3, співвідношення інокуляту до субстрату 1:4, постійне відведення водню з зони ферментації, що дозволяє одержати біогаз з вмістом водню 87,5±4,2%.