Актуальність дослідження

Птахівництво — важлива галузь АПК, яка перебуває в стадії потужного піднесення. Відбувається збільшення поголів'я та нарощування обсягів виробництва яєць та м'яса домашньої птиці.

Проте зі збільшенням обсягів виробництва збільшується і кількість відходів птахофабрик. Головною екологічною проблемою, що виникає у зв'язку з цим процесом, є усунення та знезаражування посліду, який утворюється як природний відхід життєдіяльності птиці.

На птахофабриках за день може утворюватися до 200 т посліду і більше. Така велика його кількість спричиняє значне навантаження на атмосферу, ґрунт, поверхневі й ґрунтові води.

Одним із шляхів раціональної утилізації пташиного посліду є його анаеробне зброджування, яке забезпечує одержання біогазу і високоякісного біологічного добрива.

Виходячи з того, що птахи погано засвоюють енергію рослинних кормів, а також те, що більше половини цієї енергії використовується непродуктивно - йде у послід, його можна розглядати не лише як цінну сировину для органічних добрив, але й як потужне відновлюване джерело енергії у вигляді газу.

Біогаз — це газ, що утворюється в результаті метанового бродіння біомаси. Її розклад відбувається під впливом бактерій класу метаногенів. Склад біогазу характеризується такими даними: 55%-75% метан, 25%-45% вуглекислий газ, незначні домішки.

Енергія, що утворюється при спалюванні біогазу, може досягати від 60 до 90% тієї енергії, якою володіє вихідний субстрат.Біогаз, що утворюється при бродінні має теплоту згорання 5340-6230 ккал/м³ (6,21-7,24 кВт*рік/м³) [27].

Вихід газу з 1 кг сухої речовини пташиного посліду складає 0,31-0,32 м³. З 1 т субстрату вологістю 85% можна отримати 47-94 м~ біогазу. Вміст метану становить 60%.

На отриманому біогазі можуть працювати газоспалювальні прилади, що виробляють енергію, яка використовується для опалення, освітлення, постачання кормозаготівельних цехів, для роботи водонагрівачів, газових плит, інфрачервоних випромінювачів і двигунів внутрішнього згорання.

Що до цього, варто навести такі розрахунки. Побутові газові пальники споживають 0,2 - 0,45 м біогазу за годину, а промислові — від 1 до 3 м біогазу за годину [28].

Для опалення житлових будинків та адміністративних будівель у зимовий період необхідно у середньому 0,3 кВт*год теплової енергії па 1 м житлової площі.

Кількість тепла, що необхідна для опалення тваринницьких ферм, залежить від їх конструктивних особливостей, необхідної температури, теплоізоляції, вологості повітря, кількості та розміру тварин. Для курчат потреба в теплі становить близько 0,2 кВт/м.

Питомі витрати тепла на обігрів блока парників площею 1 га при піковій розрахунковій різниці температур -32°С складає 0,359 кВт/мД.

На висушування 1 тони зерна від 19 до 14% вологості необхідно 70-90 кВт*год теплової енергії (12-15 м³ біогазу), 1 тони кукурудзи від 30 до 14% вологості — 250-300 кВт*год (42-50 м³ біогазу), 1 тонну соняшника від 13 до 8% вологості — 160-180 кВт*год тепла (27-30 м³ біогазу) [3].

Досвід свідчить, що біогаз економічно доцільно використовувати в газоелектрогенераторах, при цьому спалювання 1 м³ біогазу дозволяє виробляти від 1,6 до 2,3 кВт*год електроенергії. Ефективність такого використання біогазу підвищується за рахунок використання теплової енергії, що утворюється при охолодженні двигуна електрогенератора, для опалення реактора біогазової установки.

Ефективність використання біогазу складає 55% для газових плит, 24% для двигунів внутрішнього згорання. Найбільш ефективний шлях використання біогазу — у якості комбінації тепла і енергії, при якому можна досягти 88% ефективності.

Біогаз можна використовувати також як паливо для автомобільних двигунів, при цьому ефективність його у даному випадку залежить від вмісту метану і наявності домішок. На метані можуть працювати як карбюраторні, так і дизельні двигуни. Однак, оскільки біогаз є високооктановим паливом, його використання в дизельних двигунах є ефективнішим.

Для роботи двигунів необхідна велика кількість біогазу, тому на двигуни внутрішнього згорання потрібна установка додаткових приладів, які дозволяють їм працювати як на бензині, так і на метані.

Важливо також враховувати, що для використання біогазу у якості палива для двигунів внутрішнього згорання необхідне попереднє очищення біогазу від води, сірководню та вуглекислоти [28].