ASPECTS OF IMPROVING BIOGAS PRODUCTION TECHNOLOGY

Keywords: biogas, installation, fertilizers, system, technological process, process map, technology

Abstract

The article examines the biogas production technology as a complex system that is influenced by a large number of factors, each of which cannot be assessed separately. It is substantiated that the technological process of biogas plants is based on technical, biological, chemical, organizational and other elements of the system, which are in continuous communication with each other. The main elements of the biogas production system were analyzed in accordance with the approaches of the international quality management system ISO 9001:2000. Based on the analysis of the classification of biogas plants, it can be concluded that the most common version of the biogas plant is a single-stage, mesophilic, quasi-continuously loaded wet fermentation plant for the production of electricity and heat. It was found that the most urgent improvement of the efficiency of biogas plants is the improvement of technical parameters of the process of obtaining biogas as system-forming elements of the system. Others must be taken into account when conducting research as limiting. Thus, for high-quality modeling, it is necessary to use the process and system approach of the international system. The desired outcome is achieved more effectively when activities and related resources are managed as a process. The main goal of the process approach is continuous improvement, based on the development of a new structure of models, orientation on meeting the needs of consumers, analysis of data on the functioning of the system, maintenance of a long-term stable state of the system as a whole and its elements. The concept of continuous improvement includes improvement in small steps and breakthroughs, periodic assessment of compliance with established criteria of excellence to identify areas of potential improvement, continuous improvement of the efficiency of all processes. To function successfully, a system must identify and manage multiple interrelated processes that use resources and are controlled to transform inputs into outputs, often with the output of one process directly forming the input of the next. A process map of the biogas plant and a corresponding general diagram of the technological process of the biogas plant operation have been developed.

References

1. Болтянський Б. В. Енерго- та ресурсозбереження в тваринництві: підручник / Б. В. Болтянський [та ін.]. Київ: Кондор, 2020. 410 с.
2. Гелетуха Г., Кучерук П., Матвєєв Ю.. Аналітична записка UABIO №29. Перспективи виробництва біометану в Україні. Вересень 2022. С. 58. URL: https://uabio.org/wp-content/uploads/2022/09/UA-Position-paper-UABIO-29.pdf (дата звернення 18.01.2024).
3. Emmanuel Kweinor Tetteh, Sudesh Rathilal. Kinetics and Nanoparticle Catalytic Enhancement of Biogas Production from Wastewater Using a Magnetized Biochemical Methane Potential (MBMP) System. URL: https://www.mdpi.com/2073- 4344/10/10/1200 (дата звернення 23.01.2024).
4. Гелетуха Г. Г., Кучерук П. П., Матвєєв Ю. Б. Перспективи виробництва та використання біометану в Україні. Аналітична записка Біоергетичної асоціації України. 2014. № 11. 42 с.
5. Milbrandt A., Bush B., Melaina M. Biogas and Hydrogen Systems Market Assessment. 25 p. URL: https://www.nrel.gov/docs/ fy16osti/63596.pdf (дата звернення 14.01.2024).
6. Norazwina Zaino. Kinetics of Biogas Production from Banana Stem Waste, Biogas. InTech. 2012. P. 395-408.
7. Muradin M., Joachimiak-Lechman K., Foltynowich Z. Evaluation of Eco-Efficiency of Two Alternative Agricultural Biogas Plants. URL: https://www.mdpi.com/2076-3417/8/11/2083 (дата звернення 10.01.2024).
8. Ратушняк Г. С., Лялюк О. Г., Кощеєв І. А. Біогазові установки з відновлюваними джерелами енергії термостабілізації процесу ферментації біомаси. Вінниця: ВНТУ, 2017. 110 с.
9. Ткаченко С. Й., Степанов Д. В. Теплообмінні та гідродинамічні процеси в елементах енергозабезпечення біогазової установки: монографія. Вінниця: УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2004. 132 c.
10. Гураль І. В., Дивак М. П. Біохімічний аналіз процесів в біогазових установках та його застосування в задачі макромоделювання процесів виробництва біогазу. Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. 2014. № 7. С. 152–158.
11. Скляр О. Г., Комар А. С. Теоретичні аспекти моделювання машинної технології утилізації органічних відходів. Праці ТДАТУ. 2023. Вип. 23, т. 1. С. 104–114. https://doi.org/10.31388/2078-0877-2023-23-1-104-115.
12. Skliar А., Skliar R. Justification of conditions for research on a laboratory biogas plan. MOTROL: Motoryzacja I Energetyka Rolnictwa. 2014. Vol.16(2). Р. 183–188.
13. Komar A. Definition of priority tasks for agricultural development. Multidisciplinary research: Abstracts of XIV International Scientific and Practical Conference. Bilbao, 2020. Р. 431–433.
14. Komar A. S. Methodological approaches to the optimization of machine technologies of animal waste disposal. Scientific research in the modern world: Proceedings of the 8th International scientific and practical conference. Perfect Publishing. Toronto, Canada. 2023. P. 194–198.
15. Скляр О. Г., Скляр Р. В. Біоконверсні технології прискореної переробки відходів тваринництва в екологічно безпечні добрива. Науковий вісник ТДАТУ. 2021. Вип. 11, т. 2. https://doi.org/10.31388/ 2220-8674-2021-2-3.
16. Скляр О. Г. Теоретичні дослідження режимів і параметрів метантенку біогазової установки. Науковий вісник ТДАТУ. 2020. Вип. 10, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2020-1-14.
17. Григоренко С. М. Способи переробки пташиного посліду для виробництва теплової енергії. Сучасні проблеми землеробської механіки: збірник тез доп. XХІІІ Міжнар. наук. конференції. Київ, 2022. С. 126–129.
18. Григоренко С. М. Удосконалення технології метаногенерації пташиного посліду. Технічне забезпечення інноваційних технологій в агропромисловому комплексі: мат. ІІ Міжнар. наук.-практ. конф. Мелітополь: ТДАТУ, 2020. С. 94–99.
19. Skliar O. Directions of increasing the efficiency of energy use in livestock. Current issues of science and education: Abstracts of XIV International Scientific and Practical Conference. Rome, 2021. P. 171–176.
20. Майстренко О. Ю., Куріс Ю. В., Калінцева Ю. С. Розробка математичної моделі процесів розвитку мікроорганізмів в рамках біоенергетики біомаси. Новини Енергетики. 2010. № 2. С. 32–39.
21. Скляр О. Г., Скляр Р. В., Комар А. С. Огляд методів дослідження та оптимізації машинних технологій утилізації відходів тваринництва. Науковий вісник ТДАТУ. 2023. Вип. 13, т. 2. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-2-9.
22. Войтов В. А. Аналіз технологій утилізації відходів птахівництва за кордоном. Праці ТДАТУ. 2019. Вип. 19, т. 4. С. 100–109. https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-4-100-109.
23. Системи управління якістю вимоги (ISO 9001: 2000, IDT) URL:https://www.zoda.gov.ua/files/WP_Article_File/original/000011/11933.pdf (дата звернення 21.01.2024).
24. Скляр Р. В. Основні принципи побудови та аналіз математичних моделей технологічних процесів. Молодь і технічний прогрес в АПК: матер. Міжнар. наук.-практ. конференції. Харків: ХНТУСГ, 2021. С. 263-266.
25. Скляр Р. В. Доцільність використання економіко-математичних моделей в сільському господарстві. Інноваційні технології в АПК: матеріали VII Всеукр. наук.-практ.конференції. Луцьк: Луцький НТУ, 2021. С. 122–124.
Published
2024-07-02
How to Cite
Скляр, О. Г., Скляр, Р. В., & Болтянський, Б. В. (2024). ASPECTS OF IMPROVING BIOGAS PRODUCTION TECHNOLOGY. Proceedings of Dmytro Motornyi Tavria State Agrotechnological University, 24(1), 89-100. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2024-24-1-6
Section
Галузеве машинобудування

Most read articles by the same author(s)