هضم بی هوازی پایدار در محیط های سرد سیبری

شناسایی نقطه درد

عملیات صنعتی در ناحیه فدرال سیبری و خاور دور روسیه در برخی از نابخشودنی ترین شرایط آب و هوایی در سطح جهان وجود دارد. برای پردازش مواد غذایی و تأسیسات کشتارگاهی که در این مناطق فعال هستند، مدیریت پسماندهای آلی به دلیل شرایط انجماد عمیق طولانی مدت کاملاً مانع می شود. دمای محیط در طول ماه‌های زمستان به طور منظم از 30- تا -40 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. در این حد حرارتی، فعالیت بیولوژیکی در تأسیسات ذخیره سازی زباله آلی استاندارد به طور کامل متوقف می شود. نقطه درد اولیه شکست حرارتی فاجعه بار سیستم های بی هوازی استاندارد است. ناتوانی در حفظ گرمای راکتور داخلی منجر به مرگ مستعمره باستان زایی متانوژن، اسیدی شدن سیستم و خاموشی کامل عملیاتی می شود که نیازمند فرآیندهای راه اندازی مجدد بیولوژیکی پرهزینه و زمان بر است.

ادغام سناریو

یک مرکز تجاری فرآوری و بسته بندی گوشت واقع در حومه نووسیبیرسک مستلزم دفع مداوم محصولات جانبی ارگانیک از جمله خون، چربی و پروتئین های محلول است. انتقال این مواد به مراکز فرآوری شهری دور در طول طوفان های برف زمستانی از نظر لجستیکی غیرممکن است. این تأسیسات به یک هاضم بیوگاز موضعی نیاز دارد که بتواند از شوک حرارتی خارجی جان سالم به در ببرد و در عین حال زباله های آلی پرانرژی را به گاز گرمایشی تکمیلی برای سیستم های دیگ بخار تبدیل کند.

اثر وضوح

پرداختن به محیط‌های عملیاتی زیر صفر نیاز به یک تغییر اساسی در مهندسی هاضم دارد و از مخازن استاندارد بتونی یا فولادی به سمت بیوراکتورهای حرارتی حلقه بسته با عایق‌کاری سنگین دور می‌شود.

یکپارچگی ساختاری و حفظ حرارتی این سیستم ها از طریق پارامترهای تخصصی عایق خارجی به دست می آید. مخازن هاضم مستقر در این سناریوهای سیبری با عایق پلی اورتان سفت و سخت (PUR) با ضخامت دقیق از 100 میلی متر تا 150 میلی متر پوشیده شده اند و ضریب هدایت حرارتی (λ) تقریباً 0.022 W/(m·K) را ارائه می دهند. این لایه عایق بیشتر از برف ناشی از باد و تخریب فیزیکی توسط یک پوشش بیرونی از آلومینیوم ذوزنقه ای یا روکش فولادی گالوانیزه (ضخامت 0.7 میلی متر) محافظت می شود.

برای مقابله با سرمای شدید، زیرساخت های گرمایشی باید به طور مداوم کار کنند. حلقه های حرارتی نصب شده بر روی دیواره های داخلی راکتور، مخلوط آب-گلیکول را در دمای 70 درجه سانتی گراد وارد می کنند و در دمای 55 درجه سانتی گراد برمی گردند. این انتقال حرارتی حلقه بسته تضمین می کند که بستر در حالت ترموفیل مورد نیاز (50 تا 55 درجه سانتی گراد) باقی می ماند که برای تجزیه چربی ها و پروتئین های پیچیده حیوانی ضروری است. خود مخازن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در برابر فشارهای محیطی شدید مقاومت کنند و به بار باد ساختاری تا 150 کیلومتر بر ساعت و بار برف 2.5 کیلونیوتن بر متر مربع پایبند باشند. از طریق این مواد دقیق و مشخصات ترمودینامیکی، تاسیسات سیبری می توانند بدون وقفه پردازش زباله های آلی و تولید گاز داخلی را بدون توجه به شرایط خارجی زیر صفر حفظ کنند.