Vibroresonant cavitator for homogenization of freshwater algae as raw materials for bioenergy

I S Aftanaziv,L R StrutynsʹKa,I H Svidrak,O I Strohan

doi:10.20535/2521-1943.2020.89.210845

Abstract

The technological process of processing blue-green algae of freshwater reservoirs into biogas has been improved. To increase the productivity of the biogas fermentation process, a new design of vibration-resonant cavitator was created. Productivity of the developed cavitator reaches 0,75–1,0 m3/h. with a cross section of the working chamber of 10 inches. The use of the cavitation treatment of algae suspension at the stage of preparation of the algae suspension allows to increase the fermentation of biogas from biomass by 25 ÷ 30 %. The aim of the work is to improve the technological process of fermentation of biogas from blue-green algae, as well as to develop a suitable design of the vibrocavitator. The main objectives of the study are to develop the design of vibrocavitators with electromagnetic drive and study the effectiveness of their use for homogenization of blue-green algae in the process of their processing into biogas.The results of the study allow to increase the productivity of the technology of algae processing into biogas, as well as to improve the ecological condition of water bodies and the environment by removing harmful blue-green algae from the water.

Highlights

The use of the cavitation treatment of algae suspension at the stage of preparation of the algae suspension allows to increase the fermentation of biogas from biomass by 25 – 30 %
The aim of the work is to improve the technological process of fermentation of biogas from bluegreen algae, as well as to develop a suitable design of the vibrocavitator
The main objectives of the study are to develop the design of vibrocavitators with electromagnetic drive and study the effectiveness of their use for homogenization of blue-green algae in the process of their processing into biogas

Summary

Аналіз літературних джерел і постановка проблеми

Технологічним процесам водопідготовки та водоочищення від біологічних забруднювачів завжди приділялась належна увага не тільки як необхідному засобу охорони довкілля, а і як неодмінному аспекту охорони здоров’я. Тому і створена значна кількість фізичних, хімічних та біологічних методів фільтрації, знезараження та очищення питної води та води водойм громадського використання, у тому числі і від біологічних забруднювачів [9, 10]. Результати цих досліджень підтверджують ефективність використання кавітації для знезараження води від біологічного забруднення. Перші етапи цих технологій споріднені і включають збір з поверхні водойм синьо-зелених водоростей, відділення їх від води у накопичувальних колонах чи спеціальних ємностях та підготовку субстрату біомаси водоростей. Авторами досліджувалось застосування кавітаційних явищ для інтенсифікації руйнування мембран та стінок синьо-зелених водоростей з метою повнішого і пришвидшеного виділення їх внутріклітинного вмісту. Із біомаси без попередньої обробки в області гідродинамічної кавітації вдалося екстрагувати ліпіди у кількості, що відповідає 0,32 % сухої маси водоростей (25,2 % від всіх наявних ліпідів). Очевидно через недостатню інтенсивність, формованої лопатевими кавітаторами, кавітаційної області, бажаного результату забезпечити не вдалося

Мета і задачі дослідження

Виклад основного матеріалу дослідження

Reкр Lд