Научные методы переработки биомассы, микроводорослей, применения новых типов нано-активаторов и гомогенных катализаторов, гидролиза навоза для повышения эффективности процессов производства биотоплива

Объект исследования - технологии переработки биоэнергетического сырья для производства биотоплив. Цель исследования - разработка научных методов переработки биомассы микроводорослей, применение новых типов наноактиваторов и гомогенных активаторов, гидролиза навоза для повышения эффективности процессов производства биотоплива. Выполнены физическое моделирование процессов на экспериментальных установках и математическая обработка экспериментальных данных.Разработаны научные основы производства биомассы МВ, технические требования к процессам и оборудованию для реализации полных конверсионных циклов. Дано обоснование технических требований, и проведены подготовка эскизной документации, изготовление действующих экспериментальных образцов, лабораторные и натурные эксперименты, разработка практических рекомендаций по организации полных циклов. Выполнена разработка способа получения гомогенных катализаторов, и изготовлены их образцы для повышения качества изопропилового биодизеля и ускорения процесса его получения. Создана исследовательская термокинетическая установка для определения кинетических, тепловых и временных параметров процесса получения биотоплива в условиях СВЧ-реактора. Разработана технология и изготовлены образцы гомогенных катализаторов и наноактиваторов. Проведены разработка экспериментальной установки для исследования процесса гидролиза нативного навоза, экспериментальные исследования на ней с разработкой материального и теплового баланса процесса. Подготовлен лабораторный технологический регламент. Выполнены экспериментальные исследования по выращиванию микроводорослей в искусственных сооружениях и природных водоемах, их использованию для производства смесевого биотоплива, оптимизации процесса производства «изопропильного биодизеля» с применением гомогенных катализаторов и наноактиваторов, а также определению длительности процесса гидролиза нативного навоза, обеспечивающей максимальный перевод органического вещества в растворимую форму. В результате исследований предложены научно-технологические основы, методы и технические средства, позволяющие обеспечить рентабельность применения микроводорослей в энергетике на основе производства композитных минерально-органических биотоплив третьего поколения; разработан способ получения гомогенных катализаторов, и изготовлены образцы для ускорения процесса производства и повышения качества «изопропильного биодизеля», улучшению его эксплуатационных свойств. Установлено, что длительность процесса гидролиза не превышает 24 ч, при этом выход биогаза при обработке синтетического субстрата с предварительной обработкой увеличился на 21% по сравнению с обработкой без гидролиза. Полученные результаты могут быть использованы при разработке и проектировании систем производства биотоплива и переработки органических отходов.