TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE

TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE

The Cabinet of Ministers of Ukraine approved the National Waste Management Strategy until 2030. In this regard, the processing of biodegradable waste, including food waste, using controlled biotechnological processes, in which organic substances are transformed into biogas, is relevant. The article...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2022
Автор: Chetveryk, H.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022
Теми:
biogas
organic substrates
food waste
digestion
methane potential
біогаз
органічні субстрати
харчові відходи
зброджування
метановий потенціал
Онлайн доступ:https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/350
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Vidnovluvana energetika

Репозитарії

Vidnovluvana energetika
id veorgua-article-350
record_format ojs
institution Vidnovluvana energetika
collection OJS
language Ukrainian
topic biogas
organic substrates
food waste
digestion
methane potential
біогаз
органічні субстрати
харчові відходи
зброджування
метановий потенціал
spellingShingle biogas
organic substrates
food waste
digestion
methane potential
біогаз
органічні субстрати
харчові відходи
зброджування
метановий потенціал
Chetveryk, H.
TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
topic_facet biogas
organic substrates
food waste
digestion
methane potential
біогаз
органічні субстрати
харчові відходи
зброджування
метановий потенціал
format Article
author Chetveryk, H.
author_facet Chetveryk, H.
author_sort Chetveryk, H.
title TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
title_short TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
title_full TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
title_fullStr TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
title_full_unstemmed TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE
title_sort two stage digestion of food waste
title_alt ДВОСТАДІЙНЕ ЗБРОДЖУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВІДХОДІВ
description The Cabinet of Ministers of Ukraine approved the National Waste Management Strategy until 2030. In this regard, the processing of biodegradable waste, including food waste, using controlled biotechnological processes, in which organic substances are transformed into biogas, is relevant. The article is devoted to determining the methane potential of food waste during its digestion in two stages and specifying the mathematical model of the dynamics of biogas yield. A test was performed to determine the methane potential of food waste under the condition that the process of anaerobic methane digestion was divided into two stages - hydrolysis and methanogenesis. The methane potential of food waste was assessed. The mathematical model of the dynamics of biogas yield was refined, taking into account the obtained experimental data, which made it possible to determine the duration of the hydrolysis stage, the duration of the methanogenesis stage, the biogas potential of the organic substrate, and the intensity of biogas yield. The main problem solved in this study was to ensure the stability of biogas output under the condition of rapid decomposition of organic matter during the digestion of food waste. The problem was solved by dividing the digestion process into two stages. This is explained by the fact that in this way the degree of inhibition of the methanogenesis process by decomposition products at the stage of hydrolysis decreased. The practical significance of the obtained results lies in their use for the design of industrial biogas stations, complexes or plants in which food waste is digested. The duration of the stages for digestion of food waste makes it possible to determine the ratio between the volume of hydrolysis and methanogenesis reactors for industrial biogas plants. It was found that for the continuous mode of digestion of food waste, the volume of the container for storing the prepared daily loading dose and the hydrolysis reactor are the same. The yield of methane from a unit of the initial value of organic matter of food waste was estimated. It is shown that food waste is a promising organic substrate for obtaining biogas. In Ukraine, up to 500 million tons of waste is generated annually, a significant part of which is food waste from 35% to 49% with an organic matter content of 20% to 25%. The biogas potential of food waste is more than 500 m3 of biogas from a ton of organic matter. Bibl. 20, tabl. 6, fig. 2.
publisher Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine
publishDate 2022
url https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/350
work_keys_str_mv AT chetverykh twostagedigestionoffoodwaste
AT chetverykh dvostadíjnezbrodžuvannâharčovihvídhodív
first_indexed 2024-06-01T14:34:21Z
last_indexed 2024-06-01T14:34:21Z
_version_ 1800669717394882560
spelling veorgua-article-3502024-02-09T13:51:28Z TWO STAGE DIGESTION OF FOOD WASTE ДВОСТАДІЙНЕ ЗБРОДЖУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВІДХОДІВ Chetveryk, H. biogas organic substrates food waste digestion methane potential біогаз органічні субстрати харчові відходи зброджування метановий потенціал The Cabinet of Ministers of Ukraine approved the National Waste Management Strategy until 2030. In this regard, the processing of biodegradable waste, including food waste, using controlled biotechnological processes, in which organic substances are transformed into biogas, is relevant. The article is devoted to determining the methane potential of food waste during its digestion in two stages and specifying the mathematical model of the dynamics of biogas yield. A test was performed to determine the methane potential of food waste under the condition that the process of anaerobic methane digestion was divided into two stages - hydrolysis and methanogenesis. The methane potential of food waste was assessed. The mathematical model of the dynamics of biogas yield was refined, taking into account the obtained experimental data, which made it possible to determine the duration of the hydrolysis stage, the duration of the methanogenesis stage, the biogas potential of the organic substrate, and the intensity of biogas yield. The main problem solved in this study was to ensure the stability of biogas output under the condition of rapid decomposition of organic matter during the digestion of food waste. The problem was solved by dividing the digestion process into two stages. This is explained by the fact that in this way the degree of inhibition of the methanogenesis process by decomposition products at the stage of hydrolysis decreased. The practical significance of the obtained results lies in their use for the design of industrial biogas stations, complexes or plants in which food waste is digested. The duration of the stages for digestion of food waste makes it possible to determine the ratio between the volume of hydrolysis and methanogenesis reactors for industrial biogas plants. It was found that for the continuous mode of digestion of food waste, the volume of the container for storing the prepared daily loading dose and the hydrolysis reactor are the same. The yield of methane from a unit of the initial value of organic matter of food waste was estimated. It is shown that food waste is a promising organic substrate for obtaining biogas. In Ukraine, up to 500 million tons of waste is generated annually, a significant part of which is food waste from 35% to 49% with an organic matter content of 20% to 25%. The biogas potential of food waste is more than 500 m3 of biogas from a ton of organic matter. Bibl. 20, tabl. 6, fig. 2. Кабінет Міністрів України схвалив Національну стратегію управління відходами до 2030 року. У зв’язку з цим актуальним є перероблення відходів, що біологічно розкладаються, зокрема й харчових відходів, з використанням керованих біотехнологічних процесів, під час яких відбувається перетворення органічних речовин у біогаз. Стаття присвячена визначенню метанового потенціалу харчових відходів при їхньому зброджуванні у дві стадії та уточненню математичної моделі динаміки виходу біогазу. Виконано тест із визначення метанового потенціалу харчових відходів за умови, що процес анаеробного метанового зброджування був розділений на дві стадії – гідролізу і метаногенезу. Наведено результати експериментів з метанової анаеробної переробки модельного зразка харчових відходів. Оцінено метановий потенціал харчових відходів. Уточнено математичну модель динаміки виходу біогазу з урахуванням отриманих експериментальних даних, що дало змогу визначити тривалість стадій гідролізу і метаногенезу, біогазовий потенціал органічного субстрату, інтенсивність виходу біогазу. Основною проблемою, що вирішувалась у цьому дослідженні було забезпечення стабільності виходу біогазу за умови швидкого розпаду органічної речовини при зброджуванні харчових відходів. Проблему було вирішено шляхом розділення процесу зброджування на дві стадії. Пояснюється це тим, що у такий спосіб знизився ступінь інгібування процесу метаногенезу продуктами розпаду на стадії гідролізу. Практичне значення отриманих результатів полягає в їхньому використанні для проєктування промислових біогазових станцій, комплексів або заводів, в яких зброджують харчові відходи. Тривалість стадій для зброджування харчових відходів дає змогу визначити співвідношення між об’ємом реакторів гідролізу та метаногенезу для промислових біогазових станцій. З’ясовано, що для безперервного режиму зброджування харчових відходів об’єм ємності для зберігання підготовленої добової дози завантаження і реактора гідролізу однакові. Показано, що харчові відходи є перспективним органічним субстратом для отримання біогазу. В Україні щорічно утворюється до 500 млн тонн відходів, значну частину яких складають харчові відходи (від 35 до 49%) з вмістом органічної речовини від 20 до 25 %. Біогазовий потенціал харчових відходів становить понад 500 м3 біогазу з тонни органічної речовини. Бібл. 20, табл. 6, рис. 2. Institute of Renewable Energy National Academy of Sciences of Ukraine 2022-09-20 Article Article application/pdf https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/350 10.36296/1819-8058.2022.2(69).90-98 Возобновляемая энергетика; № 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 90-98 Відновлювана енергетика; № 2(69) (2022): Науково-прикладний журнал Відновлювана енергетика; 90-98 Vidnovluvana energetika ; No. 2(69) (2022): Scientific and Applied Journal Vidnovliuvana energetyka; 90-98 2664-8172 1819-8058 10.36296/1819-8058.2022.2(69) uk https://ve.org.ua/index.php/journal/article/view/350/270 Copyright (c) 2022 Vidnovliuvana Energetyka http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0

Схожі ресурси