Оптимізація складу поживного середовища базового субстрату за анаеробного зброджування органічних відходів у біогаз: кваліф.роб....магістра

Abstract

У данній роботі було проаналізовано широкий спектр наукових джерел, сучасних підходів і практичних рішень у сфері перетворення органічних відходів в енергоносії за допомогою мікробіологічних процесів. Здобуті результати дозволяють зробити низку ґрунтовних висновків, які мають як наукове, так й практичне значення. Дослідження біохімічних аспектів процесу вказує на його складність та мультистадійність. Анаеробне зброджування охоплює гідроліз макромолекул, ацидогенез із утворенням летких жирних кислот, ацетогенез з трансформацією кислот у оцтову кислоту та водень, і, зрештою, метаногенез – фінальний етап, у якому утворюється метан як головний компонент біогазу. Кожен із цих етапів опосередкований специфічними мікроорганізмами, які потребують унікального поживного оточення. Тому оптимізація поживного середовища сприяє активації ключових ферментативних реакцій, підвищенню толерантності мікроорганізмів до токсичних речовин, стабільності рН та температурного режиму. Вичерпність традиційних енергетичних ресурсів, таких як нафта, вугілля та природний газ, а також постійне зростання рівня забруднення довкілля, зумовлюють необхідність впровадження альтернативних джерел енергії. Особливо актуальною стає потреба у розвитку відновлюваних, екологічно чистих та енергоефективних технологій, що дозволяють одночасно вирішувати дві стратегічні задачі: утилізацію органічних відходів та виробництво енергії. У цьому контексті анаеробне зброджування органічної біомаси виступає однією з найперспективніших технологій. Воно базується на природних біологічних процесах, які реалізуються завдяки діяльності консорціуму спеціалізованих мікроорганізмів у безкисневому середовищі, що призводить до утворення біогазу – суміші метану (CH₄), вуглекислого газу (CO₂), водню (H₂), сірководню (H₂S) та інших домішок. Важливо підкреслити, що біогаз є універсальним енергоносієм, який можна використовувати для виробництва електроенергії, тепла, або як моторне паливо після очищення (біометан).