Визначення теплофізичних властивостей органічних відходів птаховиробництв

Анотація

В Україні вирощування птиці залишається однією з приоритетних галузей харчової промисловості із забезпечення населення природнім білком. Наукові установи та комерційні організації постійно займаються дослідженнями та розробками енергоефективних технологій та обладнання з утилізації органічних відходів, що утворюються на птахофабриках для вирішення в першу чергу екологічних проблем.

В інституті технічної теплофізики НАН України (ІТТФ НАНУ) тривалий час проводяться дослідження сумісних процесів подрібнення та сушіння, а також розробляються установки для термообробки мілкодисперсних лабільних матеріалів. Дослідження проводилися з сушіння та подрібнення зеленої рослинності, глини, картоплі, кісної муки, відходів шкіряних виробництв тощо. Дослідження показують перспективність використання цього методу сушіння, необхідність вдосконалення конструкцій установок для різних матеріалів, а також продовження дослідження процесів тепло- та масообміну в них. Розробка зазначених технологій вимагає досконалого вивчення також і теплофізичних властивостей органічних відходів (насамперед курячого посліду).

Мета дослідження полягає у експериментальному визначенні теплофізичних властивостей курячого посліду, які утворюється як органічні відходи птахопідприємств, що дозволить використовувати отримані значення для створення фізичних моделей при дослідженні процесів тепло- та  масообміну в робочих камерах установок. Нині існує невелика кількість публікацій з визначення теплофізичних властивостей курячого посліду при різних режимах зміни його вологості. Використання дериватографічного аналізу в загалі не знайдено в літературі. У результаті проведених експериментів було отримано коефіцієнти зміни теплопровідності курячого посліду в межах зміни температури від 30 ºС до 75 ºС при зміні його вологості в межах від W=5 % до W=60 %. За допомоги дериватографа Q-1000 виробництва фірми МОМ (Угорщина) показана зміна фізичних властивостей курячого посліду при впливі на нього температури. Показано, що курячий послід є термостабільним матеріалом до 210 ºС. При його нагріванні спочатку відбувається випаровування поверхневої вологи (від 40 ºС), потім зв’язаної (від 150 ºС), далі йде розкладення органічної складової (від 210 ºС). Від 600 ºС починається видалення мінеральної складової.

У перспективі отримані результати ляжуть в основу розробки нового обладнання та створення методики інженерного розрахунку установок сумісного сушіння та подрібнення, що є основним завданням подальшої роботи та відповідає сучасним вимогам до сушильного обладнання.

Ключові слова: органічні відходи, курячий послід, утилізація, дериватографічний аналіз, теплофізичні властивості, сумісний процес, сушка та подрібнення