Галофитті өсімдіктер

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым Министрлігі
облыс ауданы ауылы

Ғылыми жобаның бағыты: Табиғи сау орта-Қазақстан-2050
стратегиясын жүзеге асырудың негізі

Ғылыми жобаның секция: Химия-биология

Ғылыми жобаның тақырыбы: Жергілікті галофитті өсімдіктерден
биогаз алуды зерттеу

Ғылыми жобаның авторы: А
облыс ауданы ауылы
атындағы орта мектебі КММ
сынып оқушысы

Ғылыми жобаның жетекшісі: химия пәнінің мұғалімі
А

Ғылыми жобаның кеңесшісі: СМПИ доцент

қаласы 2019 жыл
Мазмұны:

Ғылыми жобаның мақсаты, міндеті, өзектілігі_________________________ _1
Аннотация__________________________ ______________________________2
Кіріспе____________________________ _______________________________3
І. Ғылыми әдебиеттерге шолу
1.1.Биогаз туралы жалпы мәлімет__________________________4 - 7
1.2. Галофитті өсімдіктер ----------------------------------- ----------8-10
ІІ. Зерттеу бөлімі
2.1. Биогаз алу технологиясы_______________________ ___11 - 12
2.2. Галофитті өсімдіктен биогаз алу жолы________________ 13 - 16
2.3. Биогазды қолдану технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...17-20
Қорытынды__________________________ ____________________________21
Пайдаланылған әдебиеттер_________________________ ________________22
Қосымша____________________________ ____________________________23

1
Жобаның мақсаты:
Галофитті өсімдіктен биогаз алу технологиясын зерттеу.

Жобаның міндеті:
1. Галофитті өсімдік туралы зерттеу
2. Галофитті өсімдіктен қалай биогаз аламыз
3. Биогаздың тұрмыста қолдану тиімділігі

Жобаның өзектілігі:
Өсімдік арқылы алынған биогаз қолданудың қауіпсіздігін талдау. Тұрмыста биогаз алу арқылы, отын қолдануда адамзатқа жаңа жол ашылатынын зерттеу

2

Аннотация

Зерттеу жұмысында орындаушы оқушы өзінің ғылыми зерттеу жұмысында өз бойындағы дарындылықты жүйелі жүзеге асыру жолында өз ізденісін тиянақты жеткізген. Ол бұл ғылыми жобада биогаз, оның құрамы, биогазды қалай ау жодарын ұсына отырып, оның адам әсері туралы тоқталып, түсінікті тілде жазған. Биогаз алу жайлы ғалымдардың зерттеулерін көп іздегені жұмыста көрініп тұр.
Негізгі мақсаты: Қазақстан - 2050 стратегиясын жүзеге асыруға үлес қосу.

3
Кіріспе

Соңғы уақытта дәстүрлі емес энергия көздері - күн сәулесі, теңіз ағыстары және толқындары т.б. пайдаланылып жүр. Олардың кейбіреулері, мысалы жел, бұрынғы кездері де қолданылатын, бүгінде де үлкен қолданыста.
Ежелгі Қытайда қолданылып ұмыт болған және біздің кезімізде тағыда ашылған шикізаттардың бірі - биогаз. Биогазды автомобиль жанармайы, электроэнергия, жылу мен буды өндіру үшін жанармай ретінде пайдаланады. Мысалы: Үндістанда, Вьетнамда, Непалда және басқа да елдерде кішігірім биогаз құрылғыларын жасайды. Олардан алынған газ тамақ дайындау үшін қолданылады. Мен оқушы аты облысы ауданы ауылы атындағы орта мектебі КММ-сінің сынып оқушысымын. Биогаз алу тақырыбында 2017 жылдан басталған ғылыми жобам 2 жылға созылды.
2018-2019 оқу жылында ғылыми жобамды кең көлемде Жергілікті галофитті өсімдіктерден биогаз алуды зерттеу - деп атадым.
Бұл тақырыпты алудағы бірден - бір себеп, қазіргі замандағы отын мәселесінің дамуы. Биогазды өсімдіктен алу жолын зерттей отырып, пайдасы мен зиянын жан - жақты зерттеп, адамдарға насихаттау.
Екінші себеп - ауылда отын жағу мәселесінің ауырлығы. Шет аймақта тұрғандықтан газ мәселесінің жеткізілуінің осы ғылыми жобамды жасауға себепкер болды.
Жобаны жазар алдында мен өз алдыма мынандай мақсат қойдым: Галофитті өсімдіктен биогаз алу технологиясын зерттеу: . Осы арқылы адамдардың көзін ашып, биогазды қалай қолдануды үйренуге шақыратын едім. Зерттеудегі бағытым: Қазақстан - 2050 стратегиясының денсаулық сақтау бағдарламаларын жүзеге асыру.
Еліміздің президенті Қ.К.Тоқаев Қазақстан-2050 бағдарламасында Жаңа инновация инфроқұрылымын дамытудың маңызы жоғары деп атап көрсеткен. Сондықтан, әр адам өзінің тұрмысты қалай жеңілдету, өмір сүру жағдайын жақсартуға аса көңіл бөлгені дұрыс.Енді, сіздерге осы ғылыми жобамның пайдасы тиер деп, нәтижесін ұсынбақшымын.

4
І тарау. Ғылыми әдебиеттерге шолу
1.1. Биогаз туралы жалпы мәлімет
Әлемде биогаздық технологиялар ежелден пайдаланылады. Ең алғашқы биогаз технологиясы 1859 жылы Үндістанда жасалды. Ал 1895 жылы биогаз Ұлыбританияда көшелерді жарықтандыру үшін қолданылды. 1930 жылы микробиологияның дамуына байланысты биогаз өндірісі процесіне қатысатын бактериялар табылды. Биогазды өндіру технологиясы бірінші кезекте агроөнеркәсіптік секторда, әсіресе мал шаруашылығы мен құс шаруашылығында дамыды, бұл қалдықтарды жою проблемасын шешіп, сонымен бірге энергия, соның ішінде электр энергиясын алуға септесті.
Биогаз дегеніміз не? Түрлі органикалық заттарды анаэробты ферментациялау (қайта булау) кезінде, яғни ауа қатынасынсыз жүретін үрдістер нәтижесінде алынған газ тәріздес өнімді осы терминмен атайды. Әрбір шаруа қожалығында жыл ағымында айтарлықтай көлемде қи және өсімдік пәлектері, әртүрлі қалдықтар жиналады. Ол қалдықтар шіріген соң, әдетте органикалық тыңайтқыш ретінде қолданылады. Бірақ ферментация кезінде қаншама биогаз бен жылу мөлшері бөлінетінін біле бермейді. Ал бұл бөлінген энергия ауыл тұрғындарына жақсы көмегін тигізеді.
Биогазды өндіру атмосфераға метанның бөлінуін тоқтатады.Сондай-ақ, өңделген малдың қиы ауылшаруашылығында тыңайтқыш ретінде қолданылады. Бұл химиялық тыңайтқыштарды қолдануды азайтады, яғни жерасты суларға қысым төмендейді. Метан парниктік эффектке СО2 - ден 21 есе көп ықпал етеді және атмосферада 12 жыл бойы сақталады. Метанды атмосфераға жібермеу - ол атмосферадағы глобальды жылынуды тоқтатудың ең қысқа мерзімді және тиімді жолы.
Биогаз 50-70% метаннан тұратын жанатын газ қоспа. Биогаздағы энергияның құнарлығы метанның мөлшеріне тікелей байланысты. Бір куб метаннан екі киловатт электр энергиясын алуға болады. Метанның биологиялық түзілімі - табиғи процесс, ол оттегі бармайтын ылғал жерлердің барлығында орын алады, метантүзуші бактериялардың ықпалымен органикалық материал шіриді. Органикалық өнімдерден биогаз алу -- органикалық өнімдердің анаэробты жағдайда метандық ашу нәтижесінде жанар газ бөлу қасиетіне негізделген. Метандық ашу нәтижесінде бөлінетін биогаз құрамы -- 50-80% метан, 20-30% көмірқышқыл газы, шамамен 1% күкіртсутек, сонымен қатар шамалы мөлшердегі басқа газдардан (азот, оттегі, сутегі, аммиак, т.б.) тұрады. Метантүзуші бактериялар органикалық қышқылдарды қажетті метанға, көмірқышқыл газына айналдырады.

5
1.2. Галофитті өсімдіктер

Галофиттер немесе Сортаң өсімдіктер ( көне грекше: ἅλς -- тұз және көне грекше: φυτόν -- өсімдік) -- сор және сортаң топырақта тіршілік етуге бейімделген өсімдіктер (мысалы, жусанның кейбір турлері, жыңғыл, солерос, тағы басқа). Түзсүйгіш өсімдіктер шөлдерде және шолейттерде, мұхиттың кейбір жағалауларында кең таралған. Түзсүйгіш өсімдіктер сортаңданған топырақта тіршілік етуге арнайы физиологиялық бейімделгіштігімен ерекшеленеді. Топырақ ерітіндісіндегі концентрациясы жоғары тұзға тезу өсімдіктің су режимімен байланысты және төзгіштер стратегиясын көрсетеді. Тұздың концентрациясы жоғары ерітіндіден суды сіңіру үшін өсімдік жасуша шырынының осмостық қысымын көтеруі мүмкін немесе су тұтынуды шырын есебінен (яғни, шырынды жапырақтарда және сабақтарда ылғалдық жиналуы, мысалы, солерос) тұздың артық мөлшерін арнайы лептесіктер арқылы жапырақ бетіне шығарып, азайтуы мүмкін. Түзсүйгіш өсімдіктер түрлері далалық белдемде қара топырақты жерді суарудан немесе жолдағы қарды еріту үшін үнемі тұз пайдаланудан болатын топырақтың сортандану процесінің көрсеткіші ретінде қолданылады.[1]топырақтарда өсетін өсімдіктер.
Олар суккулентті, яғни шырынды болып келеді, сондықтан жер бетінде су жинай алады. Кейбір түрлері бойындағы тұзын тікелей жапырағының бетіне шығара алады. Бұлардың жапырақтары түнге қарай ұдайы дымқылданып тұрады. Ал күндіз суы буға айналып ұшып кетеді де жапырақ бетіне қақ тұз жинала келеді. Сортаң өсімдіктер құнарлы мал азығы, индикатор третінде сор сортаң жерлерді ажыратуға мүмкіндік береді.

Галофиттер 3 топқа бөлінеді:

эвгалофиттер немесе тығыз галофиттер - бұлардың клеткаларындағы протоплазмасы тұздылығы жоғары ортаға бейімделген өсімдіктер (жапырақтары етжеңді, сабақтары жуан болады);
гликогалофиттер - тамырлары криногалофиттер - жапырағы мен сабағына жиналып қалған тұзды сыртқа шығаратын арнайы [бездері бар өсімдіктер (мыс., кермек, жыңғыл, т.б.);
тұзды аз өткізуге бейімделген өсімдіктер (мыс., жусанның кейбір түрлері).
Галофиттер топырақтың сорға айналуында көрсеткіші болып есептеледі[2]. Қазақстанда шамамен 180 түрі бар[3]. Қазақстанда бұл өсімдіктер түрі көбінесе Каспий маңы ойпаты, Маңғышлақ, Үстірт, Арал маңына тараған. Қазақстанда олардың сарсазан, қарабарақ, шағыр, қара сексеуіл, сараң, жыңғыл, иттабан, реомерия, гололах секілді түрлері кездеседі.
Галофитті өсімдіктер топырақтың сорға айналуына көмектеседі.

ІІ бөлім. Зерттеу бөлімі
2.1. Биогаз алу технологиясы
Ауыл шаруашылық өнімдерінің органикалық массасының белгілі температура нәтижесінде биогаз түзілетін ашу процесі жүретін герметикалық жабық ыдысты биогаз қондырғысы дейді. Барлық биогаз қондырғыларының жұмыс істеу қағидалары бір: жинақталған және қажетті ылғалдылыққа жеткізілген шикізат реакторға салынады, онда шикізатты өңдеуді жетілдіруге жағдай жасалады. Шикізаттан биогазды немесе биотыңайтқышты алуды ферментация немесе ашыту деп атайды.
Биогаз қондырғысында органикалық өнімдерді өңдеуде дайындалған шикізаттан (көң) реакторда биогаз және биотыңайтқыш түзіледі. Биогаз тазаланады, сақталады және газ жанарғысы немесе мотор отыны ретінде қолданылады. Биотыңайтқыш сақталады және жем қосындысы ретінде қолданылады немесе топыраққа енгізіледі.
Румынияда биогаз генераторы кең қолданысқа ие. Алғашқы жеке құрылым-
дар (сурет 1А) 1982 жылы желтоқсанда қолданысқа енгізілді. Содан бері ол әрқайсысында үш конфорлы газды плитасы бар үш отбасын газбен сәтті қамтамасыз етіп келеді.
Ферментатор іші 2 рет пісірілген қаңылтырлы темір: пісірудің бірі - электрлік, екіншісі - газдық салынған диаметрі 4- м-дей және тереңдігі 2 м (көлемі 25м2) ойықта жатады. Ал тат баспау мақсатында ішкі бөлігі смоламен жабылған. Ферментатордың үстіңгі қабатында бетоннан жасалған тереңдігі шамамен 1 м- дей болатын су қақпағының қызметін атқаратын дөңгелек жырық; осы сумен толтырылған жырада резервуарды жабатын қоңыраудың тік бөлігі сырғиды. Қоңыраудың биіктігі шамамен 2,5 м - екі миллиметрлік құрыштан жасалған. Осы қоңыраудың жоғары бөлігінде аталып отырған газ жиналады.
Бұл жобаның авторы басқа құрылғылармен салыстырғанда ферментатордың ішінде орналасқан және үш шаруашылыққа таратылған үш жерасты тармағы бар түтікшелі құрылымдардың көмегімен газды жинаудың түрін таңдады. Бұдан басқа жырадағы су қақпағының суы ағынды, себебі ол қыс уақытында мұздың қатуынан қорғайды.
Ферментатор үстіне сиырдың зәрі (соды қосылмаған) құйылған шамамен 12м3 жаңа түскен қи бөлігіне батырылады. Генератор толғаннан кейін 7 күннен соң жұмыс істей бастайды.Мұндай құрылысты тағы бір құрылым бар (1). Оның ферментаторы, квадратты көлденең кесімінің өлшемі 2х2 және 2,5 м тереңдіктегі ойықта орналасқан. Ойық қалыңдығы 10-12 см темір бетонды плитамен қапталып, цементпен сыланған және тығыздалуы үшін смоламен жабылған. Су қақпағы жырығының тереңдігі шамамен 50 см бетоннан жасалған, қоңырау қаңылтырлы темірден пісірілген және бетонды резервуарда орналасқан төрт құлақта төрт тік сызықты бағытта еркін сырғи алады. Қоңырау биіктігі шамамен 3м, оның 0,5м-і ойыққа батырылған.
Ферментаторға бірінші толтыруда 8м3 көлемінде сиырдың жаңа түскен қиы, ал үстінен 400 л сиыр зәрі құйылған. 7-8 күннен кейін құрылым толығымен иелерді газбен қамтамасыз еткен.
Дәл осындай конструкцияны аралас қиды (сиырдың, қойдың және шошқаның) қабылдауға есептелген 6 м3 биогаз генгераторлары да кездеседі. Үш камфорлы газды плитаның қалыпты жұмыс істеуіне осыда жеткілікті болды.
Тағы бір қызықты конструкциясы бар құрылым кездеседі: ферментатордың қасында Т тәрізді шланг көмегімен қосылған, өзара қосылған үш үлкен тракторлық камералар бар (2сурет).

б) Биогазды алу және пайдалану.

Бұл күрделі жүйелену комплексіне микроорнизмдердің мыңдаған түрлері қатысады. Бірақ олардың негізгісі -- метантүзуші бактериялар. Метантүзуші бактериялар қышқылтүзуші ашытқы микроорганизмдер мен салыстырғанда көбеюге ұзақ уақыт қажет етеді және қоршаған ортаның өзгерістеріне қарсы тұру потенциялы төмен. Сондықтан, ашу ортасында алғашында ұшқыш қышқылдар түзілуіне байланысты, метандық ашудың бірінші кезеңін қышқылдық деп атайды. Ары қарай қышқылдардың түзілуі және өнделуі жылдамдығы тенеледі.
Сондықтан субстрактының ыдырауы мен газдың түзілуі бір уақытта қатар жүреді. Газдың түзілу өнімділігі метантүзуші бактериялардың тіршілік жағдайына байланысты.Қайта өңдеу процесі - классикалық нұсқада қалдықтарды әзірлейтін құрылғы болуға тиіс. Бұл үшін қайта өңдеудеуге жатпайтын қатты бөліктерін бөліп алып қалу керек. Содан кейін биологиялық қалдықтардың көлемді бөлшектерін майдалау қажет, яғни тағы да турайтын құрылғы қажет. Содан кейін бұл биомасса ылғалдылығы 85-90% сумен араластырылады, яғни құрғақ тезектің 1 келісіне 90 литр су құю керек. Біз сұйықтық орнына мал бордақылаудан қалған қанды пайдаланамыз. Барлығын араластырып, фильтрден өткіземіз. Содан кейін ол массаны қанмен, сумен араластырып, өзіміз жасаған тиеуші құрылғыға саламыз, газдың, биогаздың қысымының көмегімен оны модульге, биореакторға жеткіземіз, әрі қарай ферменттеу процесі жүреді.
Биогаз зиянды қалдықтары өте аз мөлшердегі жоғарғы энергетикалық отын, С02 болып табылады.Биогаз органикалық материалдардың анаэробтық ферменттелуі нәтижесінде алынады. Биогазды алу үшін қажетті шарт - оттегі жетіспеушілігі.
Қалдықтарды сәтті ферменттеу үшін үш шарт сақталуы тиіс, алдымен оттегінің болмауы - анаэробтық процесс, температуралық режим сақталуы керек және араластыру. Ол жерде температура қажет деңгейде сақталып, ара-тұра араластырылады. Компрессорлық станса, автоматика құрылғылары қажет қысымды сақтап тұрады және артық газды газвольтерге, яғни газды жинақтаушыға шығарады, әрі қарай ол тұтынушыларға жөнелтіледі.
Сонымен қатар, оған айтарлықтай дәрежеде қоршаған орта да әсер етеді. Бөлінетін газдың айтарлықтай көлемі температураға байланысты: жылу көп болса, органикалық шикізат ферментациясының дәрежесі және жылдамдығы жоғары болады. Нақ осы себепті алғаш биогаз алу қондырғылары жылы климатты елдерде пайда бола бастады. Жылу оқшаулағыштарды, сонымен қатар кейде ысытылған суды қолдану, қыс кезінде температурасы 20ºС - ге дейін төмендейтін аудандарда биогаз генераторларының құрылысын меңгеруге мүмкіндік береді.
Шикізатқа келесі талаптар қойылады: бактериялардың дамуына қолайлы орта болуы қажет, биологиялық ыдырайтын органикалық заттар және құрамында (90 - 94%) көп мөлшерде су болуы керек. Орта бейтарап және бактерия әрекетіне әсерін тигізетін заттарсыз болуы тиіс: мысалы, сабын, ұнтақ, антибиотиктер.
Биогаз алу үшін өсімдік және шаруашылық қалдықтарын, қи, ағын суларды т.б. қолдануға болады. Ферментация үрдісі кезінде резервуардағы сұйықтық үш фракцияға бөлінеді. Жоғары бөлігі - үлкен бөлшектерден құралған, біраз уақыттан кейін қатайып биогаздың бөлінуіне кедергі жасайды. Ферментатордың орталық бөлігіне сұйықтық жиналады, ал лас тәрізді фракция төменгі бөлігіне тұнбаға түседі.
Бактериялар орталық зонада аса белсенді, сондықтан резервуар құрамын әлсін - әлсін тәулігіне 1 рет, алты ретке дейін араластырып отыру қажет. Араластыру механикалық құрылымдар және гидравликалық құралдар (насостың әсерімен), пневматикалық жүйе (биогаздың рецеркулциясы) немесе әртүрлі өзін - өзі араластыру әдістерінің көмегі арқылы жүргізіледі.

2.2. Галофитті өсімдіктен биогаз алу жолы

Биотехнология -- (био...bios-тіршілік+thechne, (грекше) -- өнер, шеберлік және logos -- ғылым) -- тірі ағзалар (организмдер) мен биологиялық әрекеттеді өндірісте пайдалану.

Биотехнология терминін алғаш ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.