Linija za proizvodnju vodotopivog gnojiva

Uvod u proces fermentacije:
Fermentacija bioplina, također poznata kao anaerobna digestija i anaerobna fermentacija, odnosi se na organske tvari (kao što su ljudski, stočni i peradi gnoj, slama, korov, itd.) pod određenim uvjetima vlage, temperature i anaerobnim uvjetima, kroz katabolizam različitih mikroorganizama, i konačno Proces stvaranja zapaljive smjese plinova kao što su metan i ugljikov dioksid.Sustav za fermentaciju bioplina temelji se na principu fermentacije bioplina, s ciljem proizvodnje energije, au konačnici ostvaruje sveobuhvatno korištenje bioplina, bioplinske kaše i ostatka bioplina.

Fermentacija bioplina je složen biokemijski proces sa sljedećim karakteristikama:
(1) Mnogo je vrsta mikroorganizama uključenih u reakciju fermentacije i ne postoji presedan za korištenje jednog soja za proizvodnju bioplina, a inokulum je potreban za fermentaciju tijekom proizvodnje i testiranja.
(2) Sirovine koje se koriste za fermentaciju su složene i dolaze iz širokog raspona izvora.Kao sirovina za fermentaciju mogu se koristiti različite pojedinačne organske tvari ili mješavine, a konačni proizvod je bioplin.Dodatno, fermentacija bioplina može tretirati organske otpadne vode s KPK masenom koncentracijom većom od 50 000 mg/L i organski otpad s visokim udjelom krutine.
Potrošnja energije bioplinskih mikroorganizama je mala.Pod istim uvjetima, energija potrebna za anaerobnu razgradnju čini samo 1/30~1/20 aerobne razgradnje.
Postoje mnoge vrste uređaja za fermentaciju bioplina, koji se razlikuju po strukturi i materijalu, ali sve vrste uređaja mogu proizvoditi bioplin sve dok je dizajn razuman.
Fermentacija bioplina odnosi se na proces u kojem različiti kruti organski otpad fermentiraju bioplinski mikroorganizmi za proizvodnju bioplina.Općenito se može podijeliti u tri faze:
Faza ukapljivanja
Budući da razne čvrste organske tvari obično ne mogu ući u mikroorganizme i mikroorganizmi ih ne mogu iskoristiti, čvrste organske tvari moraju se hidrolizirati u topljive monosaharide, aminokiseline, glicerol i masne kiseline s relativno malim molekulskim težinama.Te topive tvari relativno male molekulske mase mogu ući u mikrobne stanice i dalje se razgraditi i iskoristiti.
Acidogeni stadij
Različite topive tvari (monosaharidi, aminokiseline, masne kiseline) nastavljaju se razgrađivati ​​i pretvarati u niskomolekularne tvari pod djelovanjem unutarstaničnih enzima celuloznih bakterija, proteinskih bakterija, lipobakterija i pektinskih bakterija, kao što su maslačna kiselina, propionska kiselina, octena kiselina, i alkoholi, ketoni, aldehidi i druge jednostavne organske tvari;pritom se oslobađaju i neke anorganske tvari poput vodika, ugljičnog dioksida i amonijaka.Ali u ovoj fazi, glavni proizvod je octena kiselina, koja čini više od 70%, pa se naziva faza stvaranja kiseline.Bakterije koje sudjeluju u ovoj fazi nazivaju se acidogeni.
Metanogeni stadij
Metanogene bakterije razgrađuju jednostavne organske tvari kao što je octena kiselina razgrađena u drugom stupnju na metan i ugljikov dioksid, a ugljikov dioksid se pod djelovanjem vodika reducira u metan.Ova faza se naziva faza proizvodnje plina ili metanogena faza.
Metanogene bakterije zahtijevaju život u okruženju s oksidacijsko-redukcijskim potencijalom ispod -330 mV, a fermentacija bioplina zahtijeva strogo anaerobno okruženje.
Općenito se vjeruje da od razgradnje različitih složenih organskih tvari do konačnog stvaranja bioplina, postoji pet glavnih fizioloških skupina uključenih bakterija, a to su fermentacijske bakterije, acetogene bakterije koje proizvode vodik, acetogene bakterije koje troše vodik, bakterije koje jedu vodik metanogene i bakterije koje proizvode octenu kiselinu.metanogeni.Pet skupina bakterija čini lanac ishrane.Prema različitosti metabolita, prve tri skupine bakterija zajedno dovršavaju proces hidrolize i zakiseljavanja, a druge dvije skupine bakterija dovršavaju proces proizvodnje metana.
fermentativne bakterije
Postoje mnoge vrste organske tvari koje se mogu koristiti za fermentaciju bioplina, kao što je stočni gnoj, slama usjeva, otpad od proizvodnje hrane i alkohola, itd., a njegove glavne kemijske komponente uključuju polisaharide (kao što su celuloza, hemiceluloza, škrob, pektin, itd.), klase lipida i proteina.Većina ovih složenih organskih tvari netopiva je u vodi i prvo se moraju razgraditi u topive šećere, aminokiseline i masne kiseline izvanstaničnim enzimima koje izlučuju fermentacijske bakterije prije nego što ih mikroorganizmi mogu apsorbirati i iskoristiti.Nakon što fermentacijske bakterije upiju navedene topive tvari u stanice, one se vrenjem pretvaraju u octenu kiselinu, propionsku kiselinu, maslačnu kiselinu i alkohole, a pritom nastaje određena količina vodika i ugljičnog dioksida.Ukupna količina octene kiseline, propionske kiseline i maslačne kiseline u fermentacijskoj smjesi tijekom fermentacije bioplina naziva se ukupna hlapljiva kiselina (TVA).U uvjetima normalne fermentacije, octena kiselina je glavna kiselina u ukupnoj kiselini.Pri razgradnji bjelančevinastih tvari, osim produkata, nastat će i amonijak sumporovodik.Mnogo je vrsta fermentativnih bakterija uključenih u proces hidrolitičke fermentacije, a postoje stotine poznatih vrsta, uključujući Clostridium, Bacteroides, bakterije maslačne kiseline, bakterije mliječne kiseline, Bifidobacteria i spiralne bakterije.Većina ovih bakterija su anaerobi, ali i fakultativni anaerobi.[1]
metanogeni
Tijekom fermentacije bioplina stvaranje metana uzrokuje skupina visoko specijaliziranih bakterija zvanih metanogeni.U metanogene spadaju hidrometanotrofi i acetometanotrofi, koji su posljednji članovi skupine u hranidbenom lancu tijekom anaerobne probave.Iako imaju različite oblike, njihov status u hranidbenom lancu čini ih zajedničkim fiziološkim karakteristikama.U anaerobnim uvjetima pretvaraju konačne produkte prve tri skupine metabolizma bakterija u plinovite produkte metan i ugljični dioksid u nedostatku vanjskih akceptora vodika, tako da se razgradnja organske tvari u anaerobnim uvjetima može uspješno dovršiti.

Odabir procesa otopine hranjivih tvari za biljke:
Proizvodnja otopine hranjivih tvari za biljke nastoji iskoristiti korisne komponente u bioplinskoj kaši i dodati dovoljno mineralnih elemenata kako bi gotov proizvod imao bolja svojstva.
Kao prirodna makromolekularna organska tvar, huminska kiselina ima dobru fiziološku aktivnost i funkcije apsorpcije, kompleksiranja i izmjene.
Korištenje huminske kiseline i gnojnice bioplina za obradu kelacijom može povećati stabilnost gnojnice bioplina, dodavanjem kelacije elemenata u tragovima usjevi mogu bolje apsorbirati elemente u tragovima.

Uvod u proces kelacije huminske kiseline:
Kelacija se odnosi na kemijsku reakciju u kojoj su metalni ioni povezani s dva ili više koordinacijskih atoma (nemetala) u istoj molekuli koordinacijskim vezama kako bi formirali heterocikličku strukturu (kelatni prsten) koja sadrži metalne ione.vrsta učinka.Sličan je učinku keliranja kandži rakova, otuda i naziv.Formiranje kelatnog prstena čini kelat stabilnijim od ne-kelatnog kompleksa sličnog sastava i strukture.Ovaj učinak povećanja stabilnosti uzrokovan kelacijom naziva se kelacijski učinak.
Kemijska reakcija u kojoj funkcionalna skupina jedne ili dvije molekule i metalnog iona formira prstenastu strukturu koordinacijom naziva se kelacija, također poznata kao kelacija ili ciklizacija.Među anorganskim željezom koje ljudsko tijelo unese samo se 2-10% stvarno apsorbira.Kada se minerali pretvore u probavljive oblike, obično se dodaju aminokiseline kako bi se napravio "kelatni" spoj.Prije svega, kelacija znači preraditi mineralne tvari u probavljive oblike.Obični mineralni proizvodi, kao što su koštano brašno, dolomit itd., gotovo nikada nisu bili "kelirani".Stoga, u procesu probave, prvo mora biti podvrgnut tretmanu "keliranja".Međutim, prirodni proces formiranja minerala u "kelatne" spojeve (kelatne) spojeve u tijelima većine ljudi ne funkcionira glatko.Zbog toga su mineralni dodaci gotovo beskorisni.Iz ovoga znamo da tvari koje unese ljudsko tijelo ne mogu u potpunosti ispoljiti svoje djelovanje.Većina ljudskog tijela ne može učinkovito probaviti i apsorbirati hranu.Među uključenim anorganskim željezom, samo 2%-10% se zapravo probavi, a 50% će biti izlučeno, tako da je ljudsko tijelo već "kelatirano" željezo.“Probava i apsorpcija tretiranih minerala je 3-10 puta veća nego kod netretiranih minerala.Čak i ako potrošite malo više novca, isplati se.
Trenutačno korištena srednja gnojiva i gnojiva s elementima u tragovima usjevi obično ne mogu apsorbirati i iskoristiti jer se anorganski elementi u tragovima lako vežu u tlo.Općenito, učinkovitost iskorištavanja keliranih elemenata u tragovima u tlu veća je od učinkovitosti anorganskih elemenata u tragovima.Cijena keliranih elemenata u tragovima također je viša od cijene anorganskih gnojiva s elementima u tragovima.