Биогазға арналған шикізаттар

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 45 бет
Таңдаулыға:

Білім және Ғылым Министрлігі Қазақстан Республикасы

Оңтүстік Қазақстан Мемлекеттік Педагогикалық Университеті

Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: Описание: https://im0-tub-kz.yandex.net/i?id=e6ddb3ae08250ab6a0d27c20e3211288&n=13

Бексапаров Нұрғали Абайұлы

«Түркістан облысының биометаногенді микрофлорасының штаммалық алуантүрлігін зерттеу. »

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Мамандығы 5В011300 - «Биология»

Шымкент 2021

Қазақстан республикасының білім және ғылым минстрлігі

Оңтүстік қазақстан мемлекеттік педагогикалық университеті

«Қорғауға жіберілген»

Кафедра меңгерушісі

Н. М. Байсейтова

«»2021 жыл

Түркістан облысының биометаногенді микрофлорасының штаммалық алуантүрлігін зерттеу.

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Мамандығы 5В011300 - «Биология»

Орындаған Бексапаров Н. А

Тобы 113-17А

Ғылыми жетекші б. ғ. к.,

доцент Жаппарбергенова Э. Б.

Норма бақылаушы Ф. А. Ә.

Шымкент 2021

МАЗМҰНЫ

КІРІСПЕ

: 1

КІРІСПЕ: БИОМЕТАНОГЕНДІ ӨНДІРІС НЕГІЗДЕРІ

2: 5

: 1. 1

КІРІСПЕ: Биометаногенезді жүргізетін заманауи технологиялар

2: 5

: 1. 2

КІРІСПЕ: Биометаногенез процесінің технологиялық кезеңдері

2: 7

: 1. 3

КІРІСПЕ: Биометаногенездің негізгі кезеңдері

2: 20

: 2

КІРІСПЕ: БИОМЕТАНОГЕНДІ МИКРООРГАНИЗМДЕР АССОЦИАЦИЯСЫНЫҢ ЖЕРГІЛІКТІ ШТАМДАРЫ

2: 26

: 2. 1

КІРІСПЕ: Биогазға арналған шикізаттар

2: 26

: 2. 2

КІРІСПЕ: Биометаногенез процессін жергілікті шикізат негізінде алу технологиясының нәтижелері

2: 29

: 2. 3

КІРІСПЕ: Бактериологиялық бақылау әдістері. Қоректік орта даярлау

2: 32

: 2. 4

КІРІСПЕ: Биометаногенді микрофлораның культуральды белгілерін анықтау

2: 37

: 2. 5

КІРІСПЕ: Метаногенді микрофлораның жергілікті штамдарын бактериологиялық тәсілдер арқылы зерттеу

2: 40

КІРІСПЕ: Қорытынды

2: 41

КІРІСПЕ: Пайдаланған әдебиеттер тізімі

2: 43

КІРІСПЕ

Тақырыптың өзектілігі . Қазақстан Республикасы өткізген «ЭКСПО -2017» тақырыбы қазіргі бүкіл әлем алдындағы тұрған жаңа альтернативті энергия іздестіру мәслесіне арналып, адамзат алдында арзан әрі, тиіміді, қоршаған ортаға залал әкелмейтің әрі қайта қалпына келіп, толықтырылып отыратын қуат көзін іздестіруіөзекті мәселе болып келетінің айқындады.

Осыған орай, альтернативті энергия, оның ішінде қалдықтарды биоконверсиялайтын мәселелер біздің елемізде нарық жағдайында қолға алынып кележатыр.

Қазақ халқы дәстүрлі мал шаруашылығында негізділген тұрмыс-тіршілігі бар ел болып саналады.

Сол себептенде, ауылшаруашылық қалдықтарды метаногенез барысында биоконверсиялау тиіміді және елдің менталитетіне жақын болып келетің процесс.

Соңғы жылдары Республиканың фермерлік қожалықтарында биогаз өндірісіне бет бұрылып, шаруалықтар арасында қызығушылық байқалып келеді.

Нәтижесінде отандық және шетелдік корпорациялар түрлі биогазды қондырғыларды ұсынып, жекемеңшік қожылықтармен қатар бұл салаға көптеген коммуналды қожалықтар, су тазартқыш жүйелермен үлкен көлемді зауыттар дамытып келеді.

Энергетикалық шаруашылықтың алдынғы орталықтары да бұл саламен айналасуды бастап, биогазды құрылыстардың сапалы әрі тиімді құрылыстарын жасауда.

Мәселен, көптеген азық-түлік өндірістер мен үлкен көлемді тамақтандыру орталықтары, ресторандар үшін тағамдық қалдықтарды өңдеп, утилизация барысында арзан қуат көзін алу, қоршаған ортаны зиян қоқыстардан қорғау, тыңайтқыштыр алу аса маңызды және қосымша табыс әкелетің бағыт болып келеді.

Дипломдық жұмыстың практикалық мыңызы.

Қуат көзін тиімді пайдаланумен бағасын қол жетімді деңгейде сақтау, қоршаған ортаның тазалығын ескеру мен қорғау мәселесін шешуде биогаз технологиясы салмақты үлес қосып, қарқынды дамып келеді.

Сол себептенде, биогаз өңдірістің ережелерін орындаумен ескеру - маңызды іс шарап деп ескеріледі.

Энергия көзі болып табылатын биометаногенез технологиясы тәсілдердің «Жасыл Әлем» бағытындағы инновациялық технологиялардың бір түрі болып келіп, қауіпсіз өңдіріске жатады.

Осыған орай, біздің зертеуіміз Түркістан облысының топырағында биометаногенез процесін жүргізетің микроорганизмдерді микробиологиялық зерттеуге арналып, тәжірибелер өткізіліді.

Биометаногенді технологиялар соңғы жылдықта аса қарқынды дамып, көптеген елдерде кең қолданыста келеді. Әсіресе, фермерлік қожалықтар биогазды қондырғыларды құрып, табыстың жаңа көзін, әрі арзан электрэнергия табу жолына көшуде [1] .

Дипломдық жұмыстың мақсаты: Дипломдық жұмысты орындау барысында келесі мақсат қойылды: жергілікті, Түркістан облыстық органикалық биомасса негізінде биометаногенді микробты ассоциациялардан жергілікті штамдарды бөліп алу, бактериологиялық зертхана жағдайында дақылдау және дақылдық белгілерін анықтау.

Сонымен бірге, тәжірибе барысында биометаногенездің технологиялық процесін тәжірибелік метанотенк бойында жүргізу мен процесс барысындағы микрофлораның ауысу динамикасын салыстырмалы зерттеу мақсат етілді.

Дипломдық жұмыстың міндеттері.

Тәжірибелік жұмыстарды орындау барысында келесі міндеттер қойылды:

1) Тәжірибелік метанотенк үлгісінде жергілікті жылқы мен сиыр тезегінің биомассасын ферменттеу;

2) Биометаногенді ассоциациялардың сынамасын төрт тәулік сайын зерттеп, популяциялық өзгерістердің динамикасын анықтау;

3) Сынамалық үлгілерді зертхана жағдайында, агар-агар қоректік ортада дақылдандыру;

4) Микробты ассоциацияларды бактериологиялық термостат жағдайында өсіріп, элективті жағдайлар жасау: температура 30-32 ⁰ С, ылғалдылық 55-57%, екі тәуліктік экспозиция;

5) Сынамалық дақылдар популяциялардың дақылдық белгілерін анықтау;

6) Тәжірибелік үлгілерді микробиологиялық зерттеу: микропрепараттар әзірлеу, микроскопиялау, микрофототүсіру;

7) Тәжірибелік зерттеу нәтижелерін талқылау, тұжырымдау.

Дипломдық жұмыстың ғылыми жаңалығы. Зерттеу объектісі ретінде Түркістан облысының территориясындағы түрлі органикалық биомасса негізінде мекең ететің биометаногенді микробты ассоциациялар зерттелініп, алғаш рет жергілікті штамдары бөліп алынды, бактериологиялық зертхана жағдайында дақылданып, дақылдық белгілері сарапталды.

Дипломдық жұмыстың объектілері мен әдістері: Зерттеу объектісі ретінде Түркістан облысының территориясындағы жылқы мен сиырдың көктемгі органикалық биомассасы зерттелінді.

Зерттеу әдістері келесі болып келді:

1) Тәжірибелік метанотенк үлгісінде жергілікті жылқы мен сиыр тезегінің биомассасын ферменттеу технологиясы;

2) Биометаногенді ассоциациядағы өзгерістердің динамикасын өлшеп, талдау тәсілі;

3) Колониялардың дақылдық белгілерін зерттеу арқылы биометаногенезді бактериялардың жергілікті штамдарын бөліп алу әдісі;

4) бактериологиялық идентификация жұмыстарын төменде берілген микробиологиялық жолдарымен анықтау: қоректік ортаға сынаманы инокуляттау, элективті жағдайда дақылдау, дақылдық белгілерін сараптау тәсілі, микроскопиялық зерттеу мақсатында «Тірі», «Қақталағн», «Романовский-Гимзе» микропрепараттарын дайындап, микроскопиялау, салыстырмалы сараптау.

Микропрепараттар мен дақылдық популяцияларды микрофототүсірілім тәсілімен түсіру.

FUNDAMENTALS OF BIOMETHANOGENIC PRODUCTION

1. 1 Modern technologies for biomethanogenesis

In many countries, Biotechnology has begun to be considered as one of the most promising areas in science, aimed at largely solving traditional problems of agriculture, medicine, ecology, and national security.

The development of DNA technologies, which are in demand by Science, opens up new opportunities for solving the problems of combating hunger and diseases, improving the ecological state of economic territories.

Biotechnology has a great contribution to increasing the yield of new varieties and improving the quality and environmental safety of food products, developing and implementing new harmless resource-saving methods for organizing production.

In the domestic market of the Republic, the following issues are currently relevant:

1) prevention and treatment of animal diseases by biological means,

2) preparation of biologics for silage of feed,

3) production of bitumen with means of protection of agricultural crops,

4) replenishment of enzyme preparations for Environmental Protection,

5) significantly increase productivity,

6) reducing the cost of controlling diseases, pests and weeds,

6) cleaning of areas contaminated with toxic chemicals that have an economic, social and environmental impact,

7) creation of genetically modified cells and high-performance strains for the production of biologically active substances and high-quality products, principles of their use,

8) creation, evaluation and selection of primary genetic materials based on the basic principles of "in vitro" breeding and increasing the productivity of animals and the quality of their products by biotechnological methods,

9) new formation of genetic diversity of animals in" in vitro " conditions,

10) consideration of the possibility of improving and applying methods based on the regularities and specifics of using "in vitro" technology in animal breeding [2] .

Crop production accounts for about half of the total production - agricultural plants, straw and flat. In agricultural production, manure consists of a large amount of organic waste.

About half of the straw and no more than 30% of the flat is used for animal feed.

The rest of the straw and plums are practically not used, rot or burn in fields or temporary storage facilities.

About 70% of the manure is used for fertilizer, the rest gets into ravines, forest areas, drains and pollutes the environment.

The main task of using organic waste is to introduce it into the soil to increase its fertility.

At the same time, biotechnologists and engineers have proposed their transformation into biogas through bioconversion pathways.

Bioconversion is the production of biogas (methane) from organic waste, that is, the technology of converting gas into energy in form as a result of fermentation of energy in manure.

400 m3 of biomethane is extracted from a ton of dry matter manure and uses bioconversion installations.

Each cubic meter of methane, together with the Energy Transfer of 8, 000 MJ during combustion, uses carbon, phosphorus, potassium, calcium, and trace elements as organic fertilizers in the composition of organic residues left after bioconversion.

The bioconversion of manure and other organic waste can become a permanent renewable energy source and provide 5% of the total energy consumed in agriculture.

In the late 90s, energy consumption for the production of the main types of agricultural products in the Republic of Kazakhstan was 3-4 times higher.

For example, the United States, Great Britain, Belgium, and the Netherlands have relatively high rates [3. 4] .

Therefore, the economy of the agricultural sector is starting to move to an energy-saving basis.

The principles of energy saving and bioconversion have been raised to the level of state policy by the state commission established under the Ministry of energy of the Republic of Kazakhstan (2003), which attracts the attention of the public, scientific researchers and farms.

A certain success has been achieved in all sources of production aimed at energy saving - from the enterprise level to the state level.

For example, as a result of the implementation of the Republican energy saving program for 2003-2007, we managed to reduce the energy intensity of gross domestic product by 25%.

The basic principles of energy security and energy independence of the Republic of Kazakhstan have been adopted and published in the legislation of the production fund "state comprehensive modernization program".

As a result, the work of the energy system of the Republic includes monitoring energy efficiency, publishing the results of the control for 2008-2017, and a wide increase in domestic fuel and energy resources.

When using an alternative fuel source, local livestock farms pay attention to the technology of anaerobic fermentation of biomass.

During bioconversion of biomass, agricultural waste is processed, environmental issues are resolved, fertilizers are formed, and most importantly, the process of biomethanogenesis is directed and carried out, an efficient form of energy is formed [5] .

1. 2 Technological stages of the Biomethanogenesis process

Biogas energy was used by the Chinese for the first time in a hundred years BC.

At the present stage, thanks to such deep historical roots and the state support program for the industry, 30 million units of biogas units were widely used in China in 2000 [12] .

The process of "fermentation" of methane or biomethanogenesis - the conversion of biomass into energy-was discovered by Europeans only in 1776.

Volta proved and studied this process and found that as a result of the phenomenon, a gas formation consisting of 65% methane, 30% carbon dioxide, 1% hydrogen sulfide and nitrogen, a small amount of indirect oxygen, hydrogen and carbon monoxide was formed [13] .

The first data on the practical use of biogas obtained from agricultural waste by Europeans are found in the works of Davey. For example, in this data, studying the agrochemical properties of cattle manure, it is given that biogas were collected (1814) .

Since 1881, small modified closed vessels called "septic tanks" have been used to collect waste. In one of the districts of the city of Exeter (England), street lamps were equipped with gas obtained as a result of fermentation of wastewater in 1895.

Since 1897, in the process of water purification in this city, biogas has been collected and used for heating and lighting.

Currently, bioreactors of various structures are known, which primarily take into account the strength of the material from which the installation is created, mass and thermal conductivity, mixing devices, preparation and heating of the loaded substrate, collection and accumulation of biogas and precipitation diversion.

Since December 1, 2000, the BIOGAS project for the introduction of biogas technologies has been implemented in the Eco-Park of the Karaganda region of the Republic of Kazakhstan [14] .

This project is the first experience of using biogas technologies in central Kazakhstan.

During the implementation of the project, the ecological museum has accumulated a lot of experience and information on the construction, commissioning and operation of biogas facilities.

The experience is based on the local characteristics of central Kazakhstan, and previously these technologies were not used.

Employees of the Karaganda ecological Museum have developed and implemented several technologies for the construction of biogas installations for farmers and farmers of Kazakhstan.

Biogas is a product of the metabolism of methane bacteria formed as a result of the decomposition of organic mass.

Biogas is a high-quality and full-fledged energy carrier and can be used as fuel in households and in medium and small businesses for cooking, electricity generation, heating, brewing, drying and maintenance of residential and industrial premises. On average, combustion and Heat are equal to 6. 0 kWh / M3 [15] .

The raw materials used during the operation of the biogas plant are useful products that can improve the economic and environmental conditions of a peasant or farm farm.

Bioshlam is a high-quality, convenient biogumus that serves as a source of substrate for growing mushrooms.

Feed additive necessary for the normal development of protein and complementary foods for feeding in fish, sheep, and chicken farms.

The use of biomethanogenesis technology brings the following benefits::

- Save time and labor,

- Reduce cooking time,

- Reduce the washing time of dishes and tools,

- Reduce cleaning time in the kitchen,

- Exemption from time spent on furnace maintenance: ash removal, ash collection, fuel delivery, loading, burning, monitoring the furnace and adding fuel,

- Release from the time previously spent on collecting, transporting, drying and storing kizyak or searching, transporting and loading coal, searching, purchasing, cutting, drying and storing fuel,

- Reduced weed weeding time: seeds die in the picker,

- Save money,

- Save money on furnace fuel or electricity

- Extended service life of kitchen utensils,

- Money will be saved on the purchase of fertilizers and herbicides.

At the same time, there is an opportunity to receive additional money:

- There is an opportunity to sell or exchange excess gas,

- There will be an opportunity to sell compost,

- When using compost, the yield of agricultural crops increases, and funds arrive during the sale process.

At the same time, it brings environmental benefits:

- Reduced methane emissions into the atmosphere (greenhouse gas),

- Coal burned to generate electricity, the share of fuel is reduced,

- Harmful combustion products of the coal bed (greenhouse gas) are destroyed and do not cause harm to the atmosphere,

The biomethanogenesis process contributes to the problem of releasing polluted water into the environment:

- Treatment of contaminated water from organic substances and microorganisms,

- Protection from deforestation,

- Reduce the need for chemical fertilizers,

- Cleaning of rural air from coal,

- Reducing air pollution with nitrogenous compounds,

- Air deodorization.

Biomethanogenesis process leads to space savings:

- The place where you used to deal with coal or kizyak is released,

- Air purification in the house and kitchen,

- Reduced amount of unused garbage,

- All organic waste, including toilet waste, is used,

- There will be fewer weeds in the garden and field, and their seeds will die in the Collector,

- The smell of manure in the yard is reduced (there is no contact with air in the anaerobic bioavailability),

- The number of pests decreases.

Influence of the biomethanogenesis process on health maintenance:

- With polluted air-the risk of developing diseases associated with respiratory and eye diseases is reduced,

- The epidemiological situation will improve due to the destruction of microorganisms, the reduction of insect breeding sites [36] .

Types of biogas installations:

There are several definitions of boigaz production units:

a) a bioreactor - a methane generating unit is a tank (vessel, vessel) in which conditions are created for the vital activity of methane bacteria.

B) in some literature, as a synonym for the term" Methanotenk", the term "reactor" is used instead.

C) in some literature, as a synonym for the term" septic tank", the term "reactor" is used instead.

d) " heating system " - a steam (water) heating system that allows you to maintain the operating temperature in the bioreactor, especially in winter.

e) mixing device-a device that is located inside the bioreactor and allows you to mix the processed mass to accelerate complete processing.

e) loading and unloading holes - grooves in a bioreactor in which raw materials are loaded and recycled biomass is unloaded.

All biogas installations are divided into two types according to the operating cycle:

a) continuously operating installations

B) periodically operating installations.

Continuously operating biogas plants are constantly loaded with raw materials and simultaneously loaded with recycled biomass. This way, the installation work will not be interrupted.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.