V tej študiji smo za predobdelavo piščančjega gnoja uporabili glivi bele trohnobe Trametes versicolor in Pleurotus ostreatus ter ugotavljali vpliv predobdelave na proizvodnjo bioplina. Spremljali smo proizvodnjo bioplina med fermentacijo piščančjega gnoja z žagovino in pšenično slamo, ki je bila predhodno preraščena z glivami. Predobdelava se je začela s pripravo mešanic piščančjega gnoja z žagovino in preraščeno pšenično slamo v razmerju 50:50. Kot kontrolo smo namesto pšenične slame, preraščene z glivami, uporabili navadno pšenično slamo. Čas predobdelave je bil 0, 5, 9 in 14 dni. Po predobdelavi smo k mešanicam dodali inokulum v razmerju 50:50. Fermentorje smo termostatirali 21 dni pri temperaturi 42 °C. Prostornino proizvedenega bioplina smo merili s tehniko izpodrivanja tekočine. Koncentracije CH4 in CO2 smo določili z GC sklopljenim s TCD detektorjem. Naredili smo primerjavo med prostornino proizvedenega bioplina, koncentracijami CH4 in CO2 glede na različen čas predobdelave z različnimi glivami in navadno pšenično slamo.
F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 21655318Elaborat vsebuje opise in rezultate raziskav na področjih: a) kultivacije neprehranskih rastlin in optimizacije vrst surovin za bioplinarno in razmerij med njimi, b) študije preraščanja substratov z glivami, meritve dobiti bioplina iz kombinacij piščančjega gnoja in različnih neprehranskih substratov, možnosti za nadaljnjo obdelavo trdnega in tekočega digestata po fermentaciji (mikroreaktorski sistem za pretvorbo metana v (bio)sintezni plin, trdno gnojilo biooglje + digestat, tekoče koncentrirano dušikovo gnojilo), c) integracija vodnih porabnikov in načrt za absorpcijsko hlajenje, d) matematični model za optimizacijo bioplinskega procesa in integracijo s celotno oskrbovalno mrežo poslovnega sistema, e) razvoj splošnega holističnega pristopa na osnovi procesne sistemske tehnike z optimizacijo za povečanje učinkovitosti in konkurenčnosti procesov na osnovi obnovljivih virov.
F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev
COBISS.SI-ID: 22187798V delu smo raziskovali, ali bi z zamenjavo koruzne silaže z drugimi energetskimi rastlinami, kot je npr. koruzna slama, proizvedli podobno količino bioplina in kakšen bi bil ekonomski učinek zamenjave silaže s slamo. Raziskavo smo izvedli v različnih razmerjih gnoja z nastiljem in koruzne slame oz. silaže, kjer smo koruzno silažo popolnoma zamenjali s koruzno slamo, silažo le delno zamenjali s slamo ter nastavitev, v kateri smo uporabili izključno piščančji gnoj z nastiljem brez dodatka sosubstratov slame in/ali silaže. Za primerjavo smo uporabili podatke obstoječe bioplinarne, ki za svojo proizvodnjo uporablja gnoj z nastiljem in koruzno silažo. Da bi ustvarili podobne pogoje, kot jih imajo v bioplinarni, smo v vseh nastavitvah uporabljali inokulum, kakršnega uporabljajo v bioplinarni Draženci. Med procesom anaerobne digestije smo merili količino sproščenega bioplina in množinski delež metana in CO2 ter razgradnjo substratov. Dobljene rezultate smo ekstrapolirali na industrijsko merilo in izvedli primerjalno ekonomsko analizo stroškov uporabe vhodnih surovin. Tako z vidika proizvodnje bioplina kot tudi z ekonomskega vidika smo dobili obetajoče rezultate. Ugotovili smo, da že delna zamenjava silaže s tržno cenejšo koruzno slamo prinese znatne izboljšave ne samo z vidika proizvedene količine bioplina, ampak tudi z vidika stroškov surovin.
F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 19927830V delu smo preučevali možnosti integracije energije in vode v podjetju, ki se ukvarja s proizvodnjo perutninskega mesa. Vodno integracijo smo izvedli za različne obrate z uporabo uščipne metode. Energetsko integracijo smo izvedli za sistem hlajenja s simulacijo s programom Aspen Plus. Pri vodni integraciji virov in porabnikov vode, smo glede na podatke iz podjetja načrtovali sheme vodnih omrežij, kjer bi s ponovno uporabo vode zmanjšali porabo sveže vode, količino odpadne vode ter stroške sveže vode in čiščenja odpadne vode. Pri energetski integraciji smo predpostavili, da bi z zamenjavo hlajenja s kompresijskim ciklom s hlajenjem z absorpcijskim ciklom zmanjšali stroške hlajenja. Izvedli smo simulacijo kompresijskega in absorpcijskega cikla ter dodali toplotno črpalko, ki omogoča uporabo odpadne toplote. Simulacije smo izvedli z različnimi termodinamskimi modeli. Rezultat vodne integracije je pokazal, da lahko podjetje ob predlaganih spremembah prihrani svežo vodo in zmanjša stroške vode. Tudi rezultati simulacij so pokazali, da bi podjetje z implementacijo absorpcijskega hlajenja s toplotno črpalko zmanjšalo stroške hlajenja. Rezultati simulacij z različnimi termodinamskimi modeli so pokazali, da v našem primeru izbira modela nima velikega vpliva na rezultate.
F.10 Izboljšanje obstoječega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 22103830Velike potrebe po hlajenju in zamrzovanju, pri temperaturah veliko nižjih od okolice, lahko predstavljajo znatne stroške podjetjem. Tipičen predstavnik industrije z velikimi potrebami po hlajenju je prehrambena industrija, z velikimi potrebami po skladiščenju. Obetavna rešitev za hlajenje je absorpcijsko hlajenje, ki uporablja toploto za pogon hladilnega cikla namesto elektrike. V raziskavi smo razvili termodinamski model za oceno absorpcijskega cikla, integriranega v proces. Najprej smo razvili model za oceno absorpcijskega hlajenja. Izpeljavo posameznih tokov, ki sestavljajo absorpcijski hladilnik, lahko naredimo potem, ko poznamo moč posameznih enot. Integracijo absorpcijskega hlajenja smo ovrednotili z uporabo velike sestavljene krivulje ter izpeljanih tokov cikla absorpcijskega hlajenja. Analizirali smo tri različne možnosti integracije: 1) nad uščipom, 2) pod uščipom in 3) preko uščipa. Najboljšo integracijo smo dosegali pri postavitvi absorpcijskega hladilnika preko uščipa. Koristna je bila tudi postavitev absorpcijskega hladilnika v celoti pod uščipom. Neprimerna je bila postavitev absorpcijskega hladilnika nad uščipom v celoti ali delna integracija hladilnika preko uščipa, tako da se le del toplote sprosti in uporabi nad temperaturo uščipa. S tako postavitvijo dosežemo povečanje porabe vročega in mrzlega pogonskega sredstva pri dodatni investiciji.
F.23 Razvoj novih sistemskih, normativnih, programskih in metodoloških rešitev
COBISS.SI-ID: 19683350