Pěnění fermentačních zbytků při vakuovém odpařování
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá zpracováním fermentačních zbytků z bioplynových stanic. Cílem práce je experimentálně ověřit vliv vybraných provozních parametrů a protipěnících látek na pěnění fermentačních zbytků (FZ) spojené s technologií vakuového odpařování. Na základě rešerše dostupných protipěnících přípravků (PP) a problematiky pěnění FZ byl otestován vliv tří vybraných PP (řepkového oleje, silikonového odpěňovače Erbslöh Schaum-ex a kyseliny olejové) a vliv faktoru snížení pH odpařovaného kalu na výslednou tvorbu pěny. Pro účely práce byla sestavena zkušební aparatura simulující proces vakuového odpařování, ve které byl postupným snižováním tlaku zahřátý vzorek přiveden do varu. V průhledném válci zkušební aparatury byl pozorován proces pěnění. Nosná část experimentální činnosti je tvořena plánovaným experimentem metodou DoE, který prokázal výbornou účinnost řepkového oleje. Ostatní PP a vliv snížení pH se naopak projevily jako faktory nevýznamné, přičemž kyselina olejová pěnění dokonce podporovala. Doplňující experimentální měření vedla k bližšímu prozkoumání účinků řepkového oleje a sestavení matematického modelu, který popisuje vliv koncentrace řepkového oleje na množství vytvořené pěny. Hlavním přínosem této práce je prokázání vysoké účinnosti řepkového oleje při redukci pěnění FZ a stanovení minimální koncentrace látky, která pěnění daného vzorku zredukuje s účinností dostatečnou pro provoz vakuové odparky. V práci byl také experimentálně ověřen vliv některých polymerních organických flokulantů (POF). Ty, jak se ukázalo, svojí funkcí pěnění podporují.
The diploma thesis deals with the processing of digestate, which is the remaining material after biogas production. It aims to experimentally prove how chosen operational parameters of antifoaming agents influence digestate foaming associated with the vacuum evaporating technology. Based on the research of available antifoamers and the issue of digestate foaming itself, it was observed how three selected antifoamers (i.e. rapeseed oil, silicone antifoamer Erbslöh Schaum-ex and oleic acid), together with the decrease in the pH factor of the evaporating digestate, influence the final foam production. For the purposes of the research, an apparatus simulating the vacuum evaporating process was set up in which the heated sample was brought to boil by gradual pressure decrease. The process of foaming was observed in a transparent cylinder of a testing culumn. The essential part of the experimental activity is represented by a planned experiment which by means of a DoE (Design of experiments) method proved rapeseed oil to be very efficient. In contrast, other antifoamers, as well as the influence of the pH factor decrease, manifested themselves as insignificant factors, while the oleic acid even supported the foaming. The supplementary measurements led to a more detailed research of the effects of rapeseed oil and to the construction of a mathematical model describing how the concentration of rapeseed oil undermines the amount of generated foam. The main contribution of the thesis is firstly the evidence that rapeseed oil plays an important part in the reduction process of digestate foaming and secondly the determination of minimum substance concentration leading to the foaming reduction of a particular sample which is considered efficient enough to enable functioning of a vacuum evaporator. The thesis has also experimentally demonstrated the influence of some polymer organic flocculants which have been proved to support the foaming.
The diploma thesis deals with the processing of digestate, which is the remaining material after biogas production. It aims to experimentally prove how chosen operational parameters of antifoaming agents influence digestate foaming associated with the vacuum evaporating technology. Based on the research of available antifoamers and the issue of digestate foaming itself, it was observed how three selected antifoamers (i.e. rapeseed oil, silicone antifoamer Erbslöh Schaum-ex and oleic acid), together with the decrease in the pH factor of the evaporating digestate, influence the final foam production. For the purposes of the research, an apparatus simulating the vacuum evaporating process was set up in which the heated sample was brought to boil by gradual pressure decrease. The process of foaming was observed in a transparent cylinder of a testing culumn. The essential part of the experimental activity is represented by a planned experiment which by means of a DoE (Design of experiments) method proved rapeseed oil to be very efficient. In contrast, other antifoamers, as well as the influence of the pH factor decrease, manifested themselves as insignificant factors, while the oleic acid even supported the foaming. The supplementary measurements led to a more detailed research of the effects of rapeseed oil and to the construction of a mathematical model describing how the concentration of rapeseed oil undermines the amount of generated foam. The main contribution of the thesis is firstly the evidence that rapeseed oil plays an important part in the reduction process of digestate foaming and secondly the determination of minimum substance concentration leading to the foaming reduction of a particular sample which is considered efficient enough to enable functioning of a vacuum evaporator. The thesis has also experimentally demonstrated the influence of some polymer organic flocculants which have been proved to support the foaming.
Description
Citation
KNOB, J. Pěnění fermentačních zbytků při vakuovém odpařování [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Procesní inženýrství
Comittee
Ing. Jan Pokorný, CSc. (předseda)
prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (místopředseda)
Ing. Miloslav Odstrčil, CSc. (člen)
doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Vítězslav Máša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Hájek, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Jůza, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2018-06-13
Defence
Zodpovězeny otázky oponenta práce.
Dotaz na vhodnost hydrofobních a hydrofilních činidel pro odpěnění fugátu.
Dotaz na kritéria hodnocení míry pěnivosti a popis míry pěnivosti.
Otázka na vhodnost použití řepkového oleje jako protipěnicího činidla.
Otázka na upřesnění teplotního a tlakového průběhu popsaného experimentu.
Otázka na složení sledovaného fugátu.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení