Разработка и обоснование параметров установки для приготовления компоста с утилизацией избыточной теплоты

• Автор: Панов, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 230 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Состояние вопроса. Цель и задачи исследования
1.1 Виды и фазы компостирования
1.1.1 Понятие о компостировании
1.1.2 Стадии компостирования
1.1.3 Факторы, влияющие на процесс компостирования
1.1.4 Приемы и способы ускорения созревания и повышения качества компоста
1.2 Опасные и вредные факторы компостирования
1.2.1 Анализ производственно-обусловленной и профессиональной заболеваемости в АПК
1.2.2 Биологическая опасность как фактор риска
1.3 Технологии компостирования
1.3.1 Оптимальные условия компостирования
1.3.2 Технологические приемы компостирования
1.4 Энергосберегающее оборудование для компостирования
1.4.1 Классификация установок для компостирования
1.4.2 Устройства, повышающие качество компоста
1.5 Утилизация избыточных тепловыделений в процессе хранения растительных материалов
1.5.1 Технические и технологические способы предотвращения самовозгорания
1.5.2 Классификация установок для утилизации теплоты
1.5.3 Варианты использования теплоты, выделяющейся при разложении органики
1.6 Цель и задачи исследования
2 Теоретическое обоснование конструктивно-технологической схемы устройства для приготовления компоста с битерным ворошителем
2.1 Распределение температуры на термофильной фазе компостирования и прогнозирование числа патогенных бактерий
2.2 Определение конечной массы компоста
2.3 Теоретическое исследование процесса теплопроводности на поверхности устройства для приготовления компоста
2.4 Теоретическое обоснование конструктивных и режимных параметров устройства для приготовления компоста
2.4.1 Процесс ворошения рабочим органом битерного типа
2.4.2 Распределение мощности в узлах установки
2.4.3 Теоретическое обоснование интервала числа оборотов вала ворошителя
2.4.4 Теоретическое обоснование числа пальцев ворошителя

2.4.5 Обоснование оптимальной длины пальца ворошителя
2.4.6 Теоретическое обоснование оптимального диаметра пальца ворошителя
2.4.7 Теоретическое обоснование оптимального шага пальцев ворошителя
2.4.8 Теоретическое обоснование производительности установки
3 Программа и методика экспериментальных исследований
3.1 Задачи и программа экспериментальных исследований
3.2 Описание лабораторной и экспериментальной установок
3.3 Методика проведения экспериментальных исследований
3.3.1 Общая методика исследований
3.3.2 Методика определения доминирующих факторов компостирования
3.3.3 Методика определения свойств компостируемых материалов
3.4 Методика определения оптимальных конструктивных и режимных параметров установки для приготовления компоста
3.4.1 Выбор значимых факторов
3.4.2 Методика определения оптимального диаметра пальца ворошителя
3.4.3 Методика определения шага и оптимального числа пальцев ворошителя 9 ]
3.4.4 Методика выбора удерживающей пружины створок днища
3.4.5 Методика определения снеговых и ветровых нагрузок на установку для компостирования
3.5 Методика определения равномерности перемешивания
3.6 Методика определения производительности и энергоемкости установки
3.7 Методика определения конечной массы компоста и адекватности математической модели
3.8 Методика определения качественных показателей компоста
4 Результаты экспериментальных исследований
4.1 Результаты априорного отсеивания факторов, влияющих на процесс компостирования
4.2 Результаты исследования свойств растительных материалов
4.3 Результаты исследования технологических приемов компостирования
4.4 Определение конструктивно-режимных параметров установки для приготовления компоста
4.4.1 Результат априорного отсеивания факторов
4.4.2 Определение длины, шага и оптимального числа пальцев ворошителя

4.4.3 Экспериментальное определение оптимального диаметра пальца ворошителя
4.4.4 Определение сходимости теоретических и экспериментальных значений конструктивно-режимных параметров
4.4.5 Выбор удерживающей пружины створок днища установки
4.4.6 Результат определения снеговых и ветровых нагрузок на установку для компостирования
4.5 Смешивающая способность ворошителя
4.5.1 Определение размера «мертвой зоны»
4.5.2 Результаты исследования влияния пальцевых насадок на смешивающую способность
4.5.3 Результаты определения смешивающей способности ворошителя
4.6 Экспериментальное определение массы компоста и адекватности математической модели
4.7 Результаты определения мощности, производительностей и энергоемкости установки по перемешиванию и по готовой продукции
4.8 Результаты исследования аэрирования и воздухоотведения
4.9 Оценка качества компоста
4.9.1 Результаты исследования физико-механических и технологических свойств компоста
4.9.2 Результаты оценки качественных показателей компоста
5 Производственные испытания. Отработка технологии. Внедрение. Экономическая эффективность
5.1 Отработка технологии приготовления компоста с утилизацией избыточной теплоты в условиях хозяйств
5.2 Оценка надежности установки для приготовления компоста
5.3 Расчет экономической эффективности установки для приготовления компоста
Общие выводы и рекомендации
Литература
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
Приложение Д
Приложение Е
Приложение Ж
Приложение И
Приложение К
Приложение Л
Приложение М

дов, заложенных на компост, позволяет обогревать помещенияя различного назначения (производственные, бытовые, вспомогательные и др.) [130].
Кроме того, выделяющуюся теплоту можно использовать для подсушивания сельскохозяйственной продукции: зерна, грубых кормов (сена, соломы), корнеклубнеплодов и пр. (рис. 1.13).
Рисунок 1.13 - Применение теплоты, выделяющейся при разложении растительного сырья
Для реализации всех перечисленных направлений использования теплоты, выделяющейся при разложении органики, необходимы простые и недорогие теплоутилизаторы, отличающиеся малой металлоемкостью, простотой монтажа и демонтажа [118].
1.6 Цель и задачи исследования
Анализ литературных источников показал, что для компостирования подходят практически все растительные материалы, кроме растений, пораженных вирусными, грибковыми и бактериальными болезнями. Процесс компостирования зависит от активности микро- и макроорганизмов, среди которых есть патогенны, отрицательно влияющие на здоровье человека.
Из обзора следует, что при описании стадий (фаз) компостирования у авторов нет единого мнения ни по количеству фаз, ни по значениям основных параметров (температуры, влажности, водородного показателя). Многие авторы утверждают, что максимальный разогрев сырья (до 70 °С) наблюдается в фазе синтеза (термофильной фазе), продолжающейся до семи дней.