Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния и развития систем удаления, хранения и переработки навоза 9
1.1 Способы переработки навоза 9
1.2 Существующие технологии переработки навоза 17
1.3 Технические средства для переработки навоза 33
Выводы. Цель и задачи исследований 41
2 Теоретическое обоснование закономерностей процесса аэробной биоферментации соломонавозной смеси 43
2.1 Теоретическое обоснование минимальной высоты слоя компостируемой смеси в биоферментаторе 44
2.2 Теоретическое исследование влияния физико-механических свойств компостируемых смесей на максимальную высоту слоя в биоферментаторе 49
2.3 Теоретическое обоснование процесса аэрации компостируемой смеси в биоферментаторе 54
Выводы. Задачи экспериментальных исследований 61
3 Программа и методики экспериментальных исследований 64
3.1 Программа экспериментальных исследований 64
3.2 Методика исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей 65
3.3 Методика исследования теплофизических свойств компостируемых материалов и их смесей 68
3.4 Методика исследования процесса биоферментации компостных смесей 72
3.5 Методика исследования агрохимических свойств компостных смесей 85
4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 86
4.1 Результаты исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей 86
4.2 Результаты исследования теплофизических свойств компостируемых материалов и их смесей 98
4.3 Результаты исследования процесса биоферментации компостных смесей и обоснование рациональных величин 105
4.4 Результаты исследования агрохимических свойств компостных смесей 121
5 Опытно-производственная проверка технологического процесса приготовления компостов в биоферментаторе и его экономическая эффективность 125
5.1 Опытно-производственная проверка технологического процесса приготовления компостов в биоферментаторе 125
5.2 Технико-экономическая оценка результатов исследования 133
Общие выводы 145
Литература 147
Приложения 156
- Существующие технологии переработки навоза
- Теоретическое обоснование минимальной высоты слоя компостируемой смеси в биоферментаторе
- Методика исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей
- Результаты исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей
Введение к работе
«Как бы ни было велико производство минеральных удобрений в стране, навоз никогда не потеряет своего значения как одно из главнейших удобрений в сельском хозяйстве» - писал Д.Н. Прянишников [1]. Почти 100 лет назад были сказаны эти слова, но и по сей день, они остаются в силе.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что добиться повышения плодородия почвы и высоких урожаев можно только при постоянном внесении органических и минеральных удобрений в оптимальных нормах.
В России хозяйства всех форм собственности из-за отсутствия средств не имеют возможности активно заниматься вопросами создания эффективных систем уборки и подготовки навоза к использованию. Затраты на создание и эксплуатацию подобных систем не окупаются возможной прибавкой урожая сельскохозяйственных культур от применения органических удобрений. При использовании существующих технологий и технических средств в процессе переработки снижается питательная ценность навоза, не обеспечивается производство органических удобрений с заданными физико-химическими характеристиками, позволяющими применять перспективные системы внесения их о почву (дифференцированные, локальные, многофункциональные агрегаты), не соответствуют в полной мере экологическим требованиям.
В результате из 220...250 млн. т ежегодно накапливаемого навоза сельскохозяйственными предприятиями в качестве удобрений используется менее 70 млн. т, удобряется около 1 % пашни. Из-за низких доз внесения удобрений в России недополучают 30...40 млн. тонн продукции в пересчете на зерно [2].
Наиболее перспективным способом приготовления органических удобрений в настоящее время является высокотемпературная аэробная биоферментация в течение 5-10 суток. Устройство для проведения данного процесса представляет собой железобетонное здание с системой принудительной подачи воздуха. Такие устройства отличаются простотой конструкции, круглогодично-стью работы, сокращением сроков созревания продукта и использованием для погрузо-разгрузочных работ серийно выпускаемых машин, широко применяемых в сельскохозяйственном производстве.
Работа выполнена в соответствии с Федеральной программой «Создание техники и энергетики нового поколения и формирования эффективной инженерно-технической инфраструктуры агропромышленного комплекса» 2001-2005 г.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности производства органических удобрений путем оптимизации режимов работы аэратора компостной смеси.
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ. Технологический процесс приготовления органических удобрений и устройство аэрации компостной смеси.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ. В качестве основных методик использовались: методика системных исследований, логика научных исследований, теория планирования эксперимента, методы физического и математического моделирования, математического анализа, теория подобия и размерностей. На этой основе были разработаны частные методики лабораторных исследований аэратора компостной смеси. НАУЧНАЯ НОВИЗНА. разработана и обоснована новая конструкция аэратора компостной смеси; теоретически обоснованы размеры слоя компостной смеси и параметры аэрирующего воздуха в биоферментаторе; установлена оптимальная высота слоя компостной смеси в биоферментаторе; исследован процесс биоферментации, установлены закономерности изменения интенсивности биотермических процессов от свойств и состава компостных смесей; на основе анализа удельного тепловыделения процесса биоферментации обоснован объем и режим подачи воздуха.
7 ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Практическую значимость имеют: конструктивная схема устройства аэратора компостной смеси для производства органических удобрений; методика расчета основных параметров аэратора в зависимости от состава и свойств компостных смесей; обоснованные конструктивно-режимные параметры аэратора компостной смеси; исходные технические требования на аэратор компостной смеси для технологического процесса производства органических удобрений. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Результаты исследований процесса биоферментации компостных смесей и предложенная конструкция аэратора приняты к внедрению в СПК «Голицинский» Никифоровского района, Тамбовской обл. Методические материалы по анализу процесса биоферментации компостных смесей используются в учебном процессе кафедры «Механизация сельского хозяйства» Тамбовского государственного технического университета.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на Международной научно-методической конференции «Экология - образование, наука и промышленность» г. Белгород, БелГТАСМ, 2002 г., межрегиональной научно-практической конференции «Вклад молодых ученых в развитие аграрной науки в начале XXI века» г. Воронеж, ВГАУ, 2003 г., международной научно-практической конференции «Перспективные технологии и технические средства для животноводства: проблемы эффективности и ресурсосбережения» г. Подольск, ГНУ ВНИИМЖ, 2003 г., научной конференции «Инженерное обеспечение АПК» МичГАУ, 2003 г.
ПУБЛИКАЦИЯ. Материалы диссертации отражены в 10 печатных работах и 1 описании к патенту на изобретение. Общий объем публикаций составляет 2,09 п.л., из которых 1,67 п.л. принадлежит лично автору.
НА ЗАЩИТУ выносятся следующие НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
Конструктивно-технологическая схема аэратора компоста, обеспечивающая оптимальное протекание процесса приготовления органических удобрений, защищенная патентом РФ №2210199. Математическое обоснование конструктивно-режимных параметров биоферментатора, основанное на анализе теории тепло- и массооб-мена, теплопередачи и фильтрации газов через пористые среды. Обоснованные размеры слоя компостной смеси в биоферментаторе. Обоснованные параметры аэрирующего воздуха в биоферментаторе.
Существующие технологии переработки навоза
Потребность в кислороде в процессе компостирования меняется. Она низка в мезофильной стадии, возрастает до максимума в термофильной и падает до нуля на стадии остывания и дозревания. Потребность в кислороде может быть определена, если известны химический состав органического субстрата и степень его биодеградации в процессе компостирования. Другим показателем аэрации служит объёмная концентрация в газовой фазе компоста, которую поддерживают в пределах 15-35 м3/час. Для аэрации применяют воздуходувки, либо газодувки (центрифужные или радиальные вентиляторы), которые способны (по напору) преодолеть высоту слоя до 3 м и обеспечить указанный расход воздуха при аэрации. Плотность обрабатываемых (аэрируемых) материалов находится в пределах 500-1000 кг/м (500 кг/м - для компоста, 770-1000 кг/м - для активного ила) [28]. Известен вариант аэрации с разрежением в пласте, т.е. засасыванием воздуха через пласт. В 1992 г. ПО "Протеке" получило а.с. 1(11)1749217 на способ сокращения времени аэробной обработки птичьего помета. Сокращение времени обработки достигается тем, что перед загрузкой в реактор температуру смеси доводят до 20-25С, а продувку смеси в реакторе дополнительно осуществляют в поперечном направлении в течение 70-90 час при 75-90С. Компостируемая масса - это трехфазная система: газ - жидкость - твердая масса. Минимально свободное газовое пространство должно быть около 30 %. Чаще всего размер частиц компостируемого материала составляет 12 мм. Слишком же мелкие частицы плотно упаковываются и имеют узкие поры. Это ограничивает диффузию Ог и СОг из объема, при этом возрастает также к нагрузка на перемешивание. Влажность в пределах 65-75% является оптимальной. Однако в отдельных случаях возможны и большие значения - до 80%. Вода, образуемая в процессе компостирования, теряется за счет принудительной аэрации. Потеря воды может быть столь значительной, что ее надо вносить в процессе компостирования. При 30% влажности процесс компостирования резко снижается, а при влажности 20% может совсем прекратиться. При очень высокой влажности пустоты в компостируемом материале заполняются водой, что ухудшает доступ 02 к микроорганизмам [29]. Процесс компостирования экзотермический и зависит от вида субстрата и объема. Теплота сгорания субстрата от 9 до 40 кДж/ч. Обычно высота субстрата не превышает 1,5 м, а ширина - 2,5 м. Высота ферментатора при этом должна быть примерно 2,5 м. Температурный режим поддерживается с помощью принудительной вентиляции перемешивания и регуляции влажности субстрата. Для ускорения процесса компостирования применяются различные добавки: химические, растительные, бактериальные. Ускорить начальную стадию можно также путем возвращения части готового компоста в систему. Возврат (ретур) патентуется в 1991 г. (ДЕ патент -292231) в способе аэробной твердофазной ферментации куриного помета. Ретур и чужеродные добавки дозируют и увлажняют навозной жижей, проводят аэробную ферментацию в течение 120 часов с целью получения сыпучего продукта, не имеющего запаха, который можно использовать в качестве удобрения или ретура. В качестве носителей (наполнителей) можно использовать солому, древесную щепу, листья, отходы овощеводства, землю и др. Эти материалы смешивают с субстратом, что обеспечивает дополнительный углерод, уменьшает влажность и улучшает условия аэрации. При необходимости такие материалы, как стружка, щепа могут задерживаться на сите при просеивании компоста и возвращаться повторно в процесс ферментации. Оптимальным является соотношение C/N - 25/1. На практике же применяют соотношение C/N - 25/1 - 30/1. При соотношении C/N менее 25/1 азот из компоста будет удаляться в виде аммиака, что может частично быть подавлено путем добавления избытка фосфатов (суперфосфата, шлака) [30]. Заметное ухудшение состояния почвенного плодородия, потери гумуса, не восполняемые внесением минеральных удобрений, требуют создания безотходных и ресурсосберегающих технологий переработки органического сырья (птичьего помета, навоза, торфа, опилок и др.) в удобрения.
Основными отходами на животноводческих фермах и комплексах являются: навоз и помет, моча, потери воды от неисправности автопоилок, технологически неизбежные потери воды при поении животных, мойке и дезинфекции станочного оборудования, поступающие в систему навозоудаления [31].
В процессе движения органического вещества и биогенных элементов группы азота, фосфора и калия (N-P-K) от животного до растения возникают неизбежные потери, таблица 1.1, которые зависят от технологии хранения и использования компостов, см. таблица 1.2.
Существующие системы внесения органических удобрений в почву также влияют на сохранность питательных веществ. Широко применяемые разбросные методы внесения удобрений, как правило, не предусматривают одновременную их заделку в почву, что приводит к потерям аммиачного азота в атмосферу, а применение их на пересеченной местности приводит к смыву в водные объекты [32, 33]. Особенно опасно внесение навоза по снегу, которое приводит к интенсивному уносу питательных веществ с талыми водами [34].
Теоретическое обоснование минимальной высоты слоя компостируемой смеси в биоферментаторе
Одним из основных требований, предъявляемых к органическим удобрениям, является их дегельминтизация, уничтожение патогенной микрофлоры и всхожих семян сорных растений. Наиболее надежно выполнение этих операций осуществляется путем нагревания и выдерживания навоза при температуре свертывания белка 53-56С в течение 4-5 суток [52].
Особенностью процесса приготовления твердых органических удобрений на основе навоза и соломы является то, что при оптимальном соотношении, определенных свойствах компонентов смеси и достаточном количестве кислорода воздуха происходит ее саморазогревание до требуемой температуры за счет биохимического окисления части органических веществ смеси.
Для своевременного определения и оперативного управления процессом саморазогрева смеси компонентов до температуры, обеспечивающей получение компостов с заданными санитарно-гигиеническими, агрохимическими и физико-механическими свойствами, необходимо найти закономерности, описывающие процесс тепловыделения в зависимости от основных свойств компостируемых смесей. Исследованиям процесса биотермического разложения различных органических веществ в аэробных условиях посвящены работы Гриднева П.И. [53] Афанасьева В.Н. [6], Лопеса де Гереню В.О. [44], Туваева В.Н. [8], Гуляева Н.Ф. [54...56], Мирного А.Н. [57, 58], Мишустина Е.Н. [26], Волошина А.П. [45] и других авторов. Однако выполненных теоретических и экспериментальных исследований недостаточно для обоснования технологических требований к техническим системам производства органических удобрений в виде компостов. В этой связи рассмотрим основные закономерности биохимического процесса разложения органического вещества. компостируемой смеси в биоферментаторе В соломонавозных смесях при создании определенных условий (влажности, концентрации органического вещества, аэрации) происходят биотермические процессы, сопровождающиеся саморазогревом. При исследованиях этих процессов различными методами [54, 59, 60] установлено, что саморазогрев органических материалов, как и процесс сушки, характеризуется изменением их температуры во времени, рисунок 2.1. органического материала На графике выделены три участка. Первый участок нарастания температуры, характеризуется усиленным размножением мезофильных микроорганизмов при температуре 25-3 8С (линия А-В). Этот период в зависимости от условий компостирования может длиться от нескольких часов до 10 суток. Повышение температуры смеси органического вещества создает благоприятные условия для размножения более теплолюбивых термофильных микроорганизмов, в результате жизнедеятельности которых выделяется большое количество тепла и наступает второй - стационарный период, характеризующийся развитием термофильной микрофлоры с температурой 45-70С (линия В-С), продолжающийся от нескольких суток до 3-4 недель. Третий (линия C-D) период медленного падения температуры свидетельствует об использовании легко окисляемых соединений комплекса органических веществ смеси. В этой стадии вновь начинает размножаться мезофильная микрофлора.
Саморазогревание происходит в случае, если выделение тепла при разложении органического вещества превышает потери тепла во внешнюю среду. Тепло биохимических реакций расходуется на потери во внешнюю среду и повышение температуры нагреваемого элемента слоя. Если выделим в массе соломонавозного слоя какой-то элементарный объем, то его тепловой режим будет определяться интенсивностью выделения тепла и условиями отвода тепла от этого элемента в окружающую среду. Так как эти показатели будут существенно отличаться в зависимости от местонахождения элемента в толще слоя, то температурное поле по его сечению будет неравномерным. В общем виде уравнение теплового баланса биохимического процесса разложения органического вещества, обеспечивающего выше заданное условие, имеет следующий вид [8]:
Методика исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей
В процессе 3-х суточной выдержки смеси в бурте происходит климация термофильной микрофлоры [17], необходимой для интенсивной аэробной биоферментации.
Камера биоферментации выполнена из листового металла размером 1200x650x1000 мм, стенки и крышка камеры теплоизолированы от внешней среды слоем пенопласта толщиной 50 мм. Дно камеры выполнено из сетки «ра-бица», с ячейкой 25 мм, в соответствии с рисунком 3.9. Объем камеры био-ферментации равен 0,78 м . Далее в смесь помешали три датчика температуры от термомонитора АРС-0105 на глубину 200 мм от поверхности. На глубину 150 мм помешали термосопротивление ТСМ 5ОМ подключенное к прибору УКТ 38, который совместно с реле времени ВЛ-34УХЛ4 и магнитным пускателем составляет блок управления приводом вентилятора (БУПВ), общий вид которого представлен на рисунке 3.7. БУПВ снабжен автоматическим выключателем и подключен к сети 380В Зф.
Далее закрываем камеру крышкой и включаем БУПВ. Начальная температура в мессе компостной смеси равна или несколько больше температуры наружного воздуха ГН=17С. При включении БУПВ термосопротивление ТСМ 50М вырабатывает задающее воздействие на прибор УКТ 38, который запрограммирован таким образом, чтобы при температуре меньше или равной критической температуре Г,ф=530С [8], контакты выходного реле замыкались и включали реле времени ВЛ-34УХЛ4, управляющие контакты, которого запиты-вают обмотку магнитного пускателя, включающего электродвигатель вентилятора. Реле времени установлено на одну минуту, по истечении которой контакты размыкаются и вентилятор выключается.
При работе вентилятора воздушный поток поступает через переходник 2 в нижнюю полость камеры 1 и через перфорированное дно 4 в слой исследуемого материала, проходя через который выходит наружу через отверстия в крышке камеры, с помощью заслонки 6 устанавливали необходимую подачу воздуха. В присутствии кислорода воздуха в массе компостной смеси происходят микробиологические процессы, сопровождающиеся выделением теплоты, вследствие чего температура материала поднимается до 70...80С, а затем из-за недостатка кислорода процесс затухает, и температура плавно снижается. При понижении температуры до 53С термосопротивление вырабатывает задающее воздействие на прибор УКТ 38 и цикл продувки повторяется.
Относительная погрешность прибора УКТ-38 составляет ± 0,5%, погрешность преобразующего элемента - термометра сопротивления составляет ± 2%. Измерение и запись температуры компостируемой массы осуществлялось в непрерывном режиме с помощью 3-х датчиков подключенных к восьмиканаль-ному измерителю температуры АРС-0105 с передачей информации по интерфейсу RS-232 в СОМ-порт компьютера 7. Прибор обеспечивает измерение температуры в диапазоне от -55 до +125С с разрешением 0,03С и погрешностью ± 0,5С. Измерительная система "Термомонитор АРС-0105" предназначена для динамической регистрации, индикации, контроля и записи результатов измерений температуры окружающей среды с помощью от 1 до 8 цифровых датчиков. Программное обеспечение с термодатчиками работает в среде Windows 95/98. Панель "Термомонитор АРС-0105" является основным рабочим окном программы. Ее вид представлен на рисунке 3.10. Одновременно с отображением результатов измерений на рабочей панели "Термомонитор АРС-0105", ведется периодическая запись данных в текстовый файл в формате электронных таблиц "csv", который позволяет воспользоваться для просмотра или редактирования любым текстовым редактором, например "Блокнотом" Windows, или редактором электронных таблиц, например "MS Excel". Периодичность записи задается с помощью УЭ. Данные записываются построчно, каждая величина отделяется от другой символом ",". Первая величина в строке - текущая дата в формате "ДД-ММ-ГГГГ", далее идет текущее время в формате "ЧЧ:ММ:СС", затем последовательно приведены значения температуры 1-8 датчиков. Дробная часть температуры отделяется от целой с помощью точки. Тарировка положения заслонки переходника установки биоферментации по скорости воздушного потока в постоянном сечении осуществлялась при помощи чашечного анемометра У 1,1 ГОСТ 6376-74, рисунок 3.6 на пять положений (0,0008; 0,0014; 0,0058; 0,012; 0,019 м/с). Исследования в лабораторных условиях проведены с использованием математической теории планирования экспериментов [82-86]. В результате обработки опытных данных получали уравнение регрессии в виде полинома 1-го или 2-го порядка:
Результаты исследования физико-механических свойств компостируемых материалов и их смесей
При экспериментальном исследовании биотермического процесса в буртах при их активной аэрации были получены данные, см. таблицу Г.1 приложения Г, по которым построены графические зависимости, представленные на рисунке 4.16 максимальной температуры в массе от времени компостирования и состава исходной смеси.
Полученные зависимости максимальной температуры массы в буртах от варианта закладки и времени компостирования аппроксимируются следующими уравнениями регрессии при естественной аэрации с к=0,63 и w=88% (Вариант 1): Ттах=-4Е-05т4 + 0,0029т3 - 0,0691т2 + 1,1706т + 6,928 при R2=0, 9609 при активной аэрации с к=0,63 и w=88% (Вариант 2): Ттах= -0,0002т4 + 0,0163т3- 0,5729т2+ 7,9859т+ 6,6712 при R2=0, 9586 при естественной аэрации с к=0,38 и w=67% (Вариант 3): Ттах=-0,0003т4 + 0,0245т3- 0,7703т2+ 9,4259т +11,993 при R2=0,9399 при активной аэрации с к=0,38 и w=67% (Вариант 4): Ттах-0,0004т4 +0,037т3-1,1118т2+12,945т+17,818 при R2=0,9125 Проведя анализ графиков изменения температуры, см. рис. 4.16, было выяснено, что в буртах с естественной аэрацией в весенний период температура наиболее интенсивно росла в варианте с концентрацией сухого вещества навоза КРС к=0,38 и влажностью 67% (Вариант 3) и достигла отметки 51С на седьмой день после закладки буртов. В варианте закладки смеси при «-=0,63 влажностью 88% (Вариант 1) температура не поднялась выше 24 С. В тоже время в вариантах с активной аэрацией аналогичная компостная смесь (Вариант 4 к=0,38, w=67%) достигла температуры 67С на восьмой день после закладки бурта, в 25 точках из 37 температура достигла значений больше или равных 53С. В варианте закладки бурта №2 с концентрацией сухого вещества навоза #=0,63 и влажностью w=88% температура не поднималась выше 49С. Вскрытие буртов (Варианта 4) спустя 38 суток после начала эксперимента показало, что масса была рыхлой, темного цвета, без неприятного запаха. Проведя анализ пробы компоста экспресс методом получено: аммиак в газовой фа зе — отсутствует; углекислый газ - присутствует. Эти данные позволяют сделать вывод о том, что масса имеет все признаки готового компоста. Результаты исследований показали, что биотермический процесс протекал наиболее интенсивно в варианте закладки буртов №4: при концентрации сухого вещества навоза #=0,38, влажности смеси 67%, насыпной плотности 800 кг/м3 и наличии активной аэрации в объеме 60 м3/т в сутки. Таким образом, проведенные исследования убедительно показали, что активная аэрация является одним из основных условий интенсификации биотермических процессов, идущих в компостируемой массе. Аэрация компостной смеси в буртах влажностью 67% при концентрации сухого вещества навоза к=0,38 в объеме 60 м3 в сутки на тонну смеси позволяет значительно увеличить температуру саморазогрева и свести сроки приготовления компостов к минимуму-38 сут. К недостаткам такого способа переработки навоза можно отнести неполное созревание всего объема материала в бурте. На рисунке 4.17 показано температурной поле в буртах (Вариант 4 - активная аэрация, /с=0,38, w=67%) построенное по средним значениям температур в каждой точке буртов на расстоянии 150, 500 и 1000 мм от поверхности. В соответствии со схемой, представленной на рисунке 4.17 видно, что зона с температурой достаточной для обеззараживания смеси (Т =53С [8]) находится в верхней трети бурта над установкой активной аэрации. Это явление можно объяснить тем, что в нижние слои бурта воздух не поступает. Из-за недостатка кислорода процесс разложения происходит в мезофильном режиме, вследствие чего температура массы не поднимается выше 50 С, что недостаточно для дегельминтизации и дезодорации соломонавозной смеси. На рисунке 4.18 представлено распределение температур в 37 точках по сечению бурта, на которое наложена графическая зависимость максимальной температуры от времени компостирования. Анализ графических зависимостей показывает, что при максимальной температуре 59С на 30-е сутки компостирования в 62% объема бурта температура достигает критических значений. Резкое повышение средних температур в буртах наблюдалось с 22 по 30 сутки компостирования и связано с общим повышением температуры окружающего воздуха с +18 С до +26 С. Это явление прослеживается и при аппроксимации значений максимальной температуры полиномом 4-го порядка. Проведенные исследования показали, что зона, где биотермический процесс происходил в полной мере, находилась в верхней трети бурта над установкой активной аэрации и составляла около 50+0,5% объема бурта. Исследование процесса биоферментации на лабораторной экспериментальной установке поводили по методике приведенной в разделе 3.4.2. На рисунках 4.19 и 4.20 представлены графические зависимости температуры соломонавозной смеси от времени биоферментации т, ч. Первичные данные записи температуры см. таблица Г.2 приложения Г. Распределение температур в объеме V экспериментальных буртов и максимальная температура в зависимости от времени компостирования (Вариант 4 - аэрация 60 м3/сут на тонну, к=0,38, w=67%) Горизонтальной линией на рисунке 4.20 показана отметка критической температуры массы Ткр =53С. Вертикальными линиями отделены три фазы процесса биоферментации: первая фаза - рост температуры до значения Ткр; вторая фаза - высокотемпературная стабилизация (Т =Ткр); третья фаза - медленного падения температуры, что подтверждает теоретические исследования процесса саморазогрева органического вещества (см. раздел 2.1).
Анализ графических зависимостей показывает, что через 9 ч биоферментации смесь навоза КРС и соломы (влажность 71,3%, концентрация сухого вещества навоза к=0,37) достигает критической температуры, при которой наступает дегельминтизация и дезодорация смеси, семена сорных растений теряют всхожесть. Максимальная температура была зафиксирована через 22 часа биоферментации и составила 74 С.
