Экспериментальные исследования гранулометрического состава навоза | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Жылкибаева С. К., Сариев А. А. Экспериментальные исследования гранулометрического состава навоза // Молодой ученый. — 2012. — №2. 367 — URL https://moluch.ru/archive/37/4196/ (дата обращения: 20.08.2018).

По прогнозным оценкам в ближайшей перспективе основным сырьем для биологической конверсии, включающей анаэробные микробиологические процессы получения метана (биогаза) и других веществ, будут служить легко трансформируемые органические соединения. К таким соединениям относятся, например, навоз животных, куриный помет и др., которые являются дешевыми отходами животноводства и требуют обеззараживания и утилизации из-за определенной опасности для окружающей среды[1]. Для получения биогаза в биогазовых установках и повышения качества биоконверсии к физико-механическим, химическим показателям навозной биомассы, в том числе и гранулометрическому составу или распределению твердых частиц в навозе по размерам, предъявляются соответствующие требования. Это объясняется тем, что грансостав биомассы влияет на степень взаимодействия твердых компонентов и жидкости и отражается на скорости осаждения их в жидком субстрате. Из практики известно, что крупные частицы соломы (больше 1 мм) в навозе крупного рогатого скота (КРС), подаваемого в реактор, должны быть удалены, т.к. цикл брожения соломы составляет до 80 суток, а цикл выхода биогаза примерно 20-30 суток. То есть, крупные частицы соломы в биогазовой установке практически не перерабатываются и являются балластом в рабочем объеме биореактора. Экспериментальные исследования грансостава навозной массы КРС нами проводились по стандартной методике с применением набора щелевых сит, результаты которых приведены в таблице 1.

Таблица 1

Ситовой анализ навозной массы КРС

Х, мм

1

2

3

4

5

6

7

Y, %

62,5

11

6.02

4,15

3,17

2,56

2,15

Y*

0,016

0,091

0,166

0,241

0,316

0,391

0,465

Из табл. 1 следует, что соотношение между средним размером твердых частиц (Х) и соответствующим содержанием их (Y) в навозе выражается нелинейной зависимостью типа Y = (b0 + b1X)-1, поэтому проведена линеаризация полученных данных (Y*) по формулам:
Y* = 1/ Y,
Y* = b0+b1X.
Для оценки параметров предполагаемого уравнения регрессии были проведены вычисления по методу наименьших квадратов[2]:
∑(1/Yi) = nb0 + b1Xi ,
∑(Xi/Yi) = b0Xi + b1Xi2; (1)
или
Yi* = nb0 + b1Xi ,
∑(Yi*Xi) = b0Xi + b1Xi2. (2)
Используя данные из табл. 1, вычислим значения параметров:
Yi* = 1,686; ∑Xi = 28; ∑(Yi*Xi) = 8,841.
После подстановки их в (2) получена следующая система уравнений:
1,686 = 7b0 + 28b1 ,
8,841 = 28b0 + 140b1 ,
из которой определяются значения коэффициентов:
b0 = - 0,0587 и b1 = 0,0749.
Следовательно, уравнение регрессии окончательно примет следующий вид:
Yi* = - 0,0587 + 0,0749Xi или
Yi = 1/(- 0,0587 + 0,0749Xi) . (3)
Воспользовавшись (3), рассчитаем текущие значения Yi :
Y1 = 61,73; Y2 = 10,98; Y3 = 6,024; Y4 = 4,151; Y5 = 3,167; Y6 = 2,56; Y7 = 2,148.
Полученные результаты сведем в таблицу 2.

Таблица 2

Экспериментальные и расчетные значения грансостава навоза

n

Yiэкспер., %

Yiрасч., %

Аi, %

1

62,5

61,73

1,232

2

11

10,98

0,182

3

6,02

6,024

0,066

4

4,15

4,151

0,024

5

3,17

3,167

0,095

6

2,56

2,56

-

7

2,15

2,148

0,093




Аi = 1,692

Для оценки качества полученной модели была определена средняя ошибка аппроксимации:
Ā = ( ∑Аi /n ) = (1,692/7) = 0,242 %,

где Аi = │(Yiэкспер - Yiрасч.)/Yiэкспер│∙100%

Качество модели считается удовлетворительной при Ā ≤ 10%, т.е. полученное нами уравнение вполне удовлетворительно описывает гранулометрический состав навозной массы КРС, полученный на основе экспериментальных исследований.

Литература:
  1. Егорова Т.А., Клунова С.М.. Основы биотехнологии. М.: Академия, 2003. – 207с.
  2. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. –М.: Статистика,1986.-250 с.

Основные термины (генерируются автоматически): навозная масса, крупная частица соломы, гранулометрический состав.


Похожие статьи

Разложение соломы, расположенной на поверхности почвы, при...

Рис. 1. Убыль массы соломы расположенной на поверхности почвы с различной системой основной обработки почвы, % За 9 месяцев экспозиции масса соломы уменьшилась на 7-8 % от исходных значений, из которых 2 % приходились на июнь.

Исследование рационального использования соломенной...

Авторами приводится анализ зольности соломы зерновых культур, состав золы соломы этих культур как удобрения для сельскохозяйственных

Одни частицы золы соломы формируются из частиц почвы и песка, которые оседают на листостебельную массу в процессе роста...

«No-till», а спасет ли он пашню Западной Сибири? | Молодой ученый

При использовании технологии “No-till” растительные остатки в виде измельченной соломы

Органические удобрения, надземная масса сидератов — не заделываются в почву

области представлен преимущественно почвами с тяжелым гранулометрическим составом, со...

Исследования зависимости гранулометрического состава...

Анализ гранулометрического состава продуктов разрушения крупных и мелких фракций частиц показывает (рисунок 2), что с

Рис. 1. Зависимость гранулометрического состав при разрушении частиц фракций = 2,5...3,0 мм и различных скоростях удара (W) при массе бойка 5 г

Изменение модуля крупности измельченного зерна пшеницы на...

Гранулометрический состав, значения m0,m1,m2,m3определяли путем просеивания измельченной массы экспериментальной навесок на наборах штампованных сит с круглыми отверстиями установленного диаметра...

Методика расчета гранулометрического состава дисперсных...

Вероятность перехода выражается отношением массы частиц, перешедших при разрушении в следующие фракции, к исходной массе фракции. С учетом вероятностей перехода и материального баланса потока, гранулометрический состав частиц после разрушения...

Особенности гранулометрического состава серых лесных почв...

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на почвообразовательный процесс, с момента формирования почвы и до настоящего времени.

В наименьшем количестве представлены фракции крупного, среднего и мелкого песка.

Изменение чернозёма выщелоченного на разных участках склона...

При этом увеличивается мощность профиля и отдельных его горизонтов, окраска почвы становится более темной, а гранулометрический состав — более тяжелым, карбонаты кальция находятся глубже, чем в средней части склона.

Исследование влияния гранулометрических характеристик...

Определить влияние состава композиции, в том числе вида наполнителя и его гранулометрических характеристик на электромагнитные

Основные термины (генерируются автоматически): размер частиц, материал, свойство, крупная фракция, мелкая фракция...

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Разложение соломы, расположенной на поверхности почвы, при...

Рис. 1. Убыль массы соломы расположенной на поверхности почвы с различной системой основной обработки почвы, % За 9 месяцев экспозиции масса соломы уменьшилась на 7-8 % от исходных значений, из которых 2 % приходились на июнь.

Исследование рационального использования соломенной...

Авторами приводится анализ зольности соломы зерновых культур, состав золы соломы этих культур как удобрения для сельскохозяйственных

Одни частицы золы соломы формируются из частиц почвы и песка, которые оседают на листостебельную массу в процессе роста...

«No-till», а спасет ли он пашню Западной Сибири? | Молодой ученый

При использовании технологии “No-till” растительные остатки в виде измельченной соломы

Органические удобрения, надземная масса сидератов — не заделываются в почву

области представлен преимущественно почвами с тяжелым гранулометрическим составом, со...

Исследования зависимости гранулометрического состава...

Анализ гранулометрического состава продуктов разрушения крупных и мелких фракций частиц показывает (рисунок 2), что с

Рис. 1. Зависимость гранулометрического состав при разрушении частиц фракций = 2,5...3,0 мм и различных скоростях удара (W) при массе бойка 5 г

Изменение модуля крупности измельченного зерна пшеницы на...

Гранулометрический состав, значения m0,m1,m2,m3определяли путем просеивания измельченной массы экспериментальной навесок на наборах штампованных сит с круглыми отверстиями установленного диаметра...

Методика расчета гранулометрического состава дисперсных...

Вероятность перехода выражается отношением массы частиц, перешедших при разрушении в следующие фракции, к исходной массе фракции. С учетом вероятностей перехода и материального баланса потока, гранулометрический состав частиц после разрушения...

Особенности гранулометрического состава серых лесных почв...

Гранулометрический состав оказывает большое влияние на почвообразовательный процесс, с момента формирования почвы и до настоящего времени.

В наименьшем количестве представлены фракции крупного, среднего и мелкого песка.

Изменение чернозёма выщелоченного на разных участках склона...

При этом увеличивается мощность профиля и отдельных его горизонтов, окраска почвы становится более темной, а гранулометрический состав — более тяжелым, карбонаты кальция находятся глубже, чем в средней части склона.

Исследование влияния гранулометрических характеристик...

Определить влияние состава композиции, в том числе вида наполнителя и его гранулометрических характеристик на электромагнитные

Основные термины (генерируются автоматически): размер частиц, материал, свойство, крупная фракция, мелкая фракция...

Задать вопрос