Modelowanie wzrostu bakterii produkujących wodór przez ciemną fermentację

Kierownik projektu: Gaweł Sołowski

Instytut Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku

Gdańsk

Data otwarcia: 2017-05-10

Streszczenie projektu

Celem projektu jest wyliczenie optymalnych warunków dla wzrostu bakterii przy stabilnej i możliwie wysokiej produkcji wodoru ciemną fermentacją. Dane, po porównaniu z danymi z badań eksperymentalnych, umożliwią stworzenie schematu efektywnego modelowania procesu stabilnej i ciągłej produkcji wodoru. Ciemna fermentacja jest jedną z bardziej obiecujących form przetwarzania odpadu organicznego (pochodzenia roślinnego, zwierzęcego bądź mykologicznego) w wodór po uprzednim przetworzeniu na proste cukry ? np. glukoza. Każdy odpad organiczny składa się białek, tłuszczy i cukrów. Odpady roślinne składają się z białek, tłuszczy i cukrów. Cukry w odpadach roślinnych występują w lignocelulozie. Głównym problemem w procesie produkcji wodoru drogą ciemnej fermentacji jest zanik zdolności bakterii (złoża; wsadu) do produkcji wodoru na korzyść metanu.
Dla rozwiązania ww. problemu opracowano model, który pozwoli na ustalenie przedziału czasowego zanikania produkcji wodoru i zaprojektowanie ww. procesu sprawdzenia w starannie zaplanowanych badaniach doświadczalnych, które poprzedzą przełożenie produkcji eksperymentalnej na skalę przemysłową. Model jest tworzony za pomocą zestawu równań różniczkowych rozwiązywanych przy pomocy metody Eulera i oparty o stosowane w inżynierii bioprocesowej zmodyfikowane równanie Monoda. Model stosowany w analizie składa się z siedmiu zmiennych i 9 parametrów. Aktualnie 7 równań modelu optymalizowanych jest poprzez dopasowywanie parametrów. Optymalizacja jest prowadzona metodą gradientową - parametry stosuje się w zakresie od 0.001 do 50 000 g/l. Efektywna analiza w przyjętym zakresie parametrów wymaga zastosowania superkomputera.
Wyniki modelowania wzrostu bakterii produkujących wodór drogą ciemnej fermentacji posłużą także do analizy tez zawartych w doktoracie.

Publikacje

  1. G. Sołowski, D. Czylkowski, B. Hrycak , I. Konkol, A. Cenian, Comparison of hydrogen and methane production in dark fermentation in presence of oxygen in low pH, Annual Summit on Renewable &Sustainable Energy 13th -14th August 2018 1, (2018) 1
  2. G. Sołowski, D. Czylkowski, B. Hrycak , I. Konkol, K. Pastuszak, A. Cenian, Hydrogen and methane production under conditions of dark fermentation process with low oxygen concentration, Wykład zaproszony na FOURTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON REUSE AND RECYCLING OF MATERIALS ICRM 2018 9-11 March - Kottayam at Mahatma Ghandi Univeristy, 1, (2018) 1
  3. Gaweł Sołowski, Bartosz Hrycak, Dariusz Czylkowski, Izabela Konkol, Adam Cenian, ‘OXYGEN SENSITIVITY OF HYDROGENESIS’ AND METHANOGENESIS’ , V Konferencji 1, (2018) 157-159
  4. Gaweł Sołowski, Krzysztof Pastuszak, Adam Cenian, Modelling of dark fermentation of glucose and sour cabbage, Bioresource Technology x, (2021) x
  5. Gaweł Sołowski, Tadeusz Zimiński, Adam Cenian, A shift from anaerobic digestion to dark fermentation in glycol ethylene fermentation, Environmental Science and Pollution Research x, (2021) x
  6. Gaweł Sołowski, Izabela Konkol, Adam Cenian, Marwa Shalaby, Anaerobic digestion from chicken manure under influence of butter shock loa, Agritech x, (2021) x
  7. G. Sołowski, K. Pastuszak, Modelling of dark fermentation of glucose and sour cabbage, Heliyon 8, (2021) E07690
  8. G. Sołowski, Analysis of Biogas Component Production during Anaerobic Digestion of Sour Cabbage in Microaeration Conditions under Different pH Conditions’ , Biomass 2, (2022) 14
  9. G. Sołowski, I. Konkol, Marwa Shalaby, Effect of Rotten Butter Shock Load on Anaerobic Digestion, Agritech 4, (2021) 362
  10. G. Sołowski, I. Konkol, A. Cenian, Marwa Shalaby, Methane and hydrogen production from potato wastes and wheat straw under dark fermentation , Chemical and Process Engineering 42, (2021) 3
  11. G. Sołowski, T. Zimiński, A. Cenian, A shift from anaerobic digestion to dark fermentation in glycol ethylene fermentation, Environmental Science and Pollution Research 28, (2021) 15556–15564
  12. G. Sołowski, I. Konkol, A. Cenian, Marwa Shalaby, Rapid hydrogen generation from cotton wastes by mean of dark fermentation, SN Applied Sciences 2, (2020) 1438


← Powrót do spisu projektów

KONTAKT

Nasi konsultanci służą pomocą przyszłym i początkującym użytkownikom specjalistycznego oprogramowania zainstalowanego na Komputerach Dużej Mocy w Centrum Informatycznym TASK.

Kontakt w sprawach Komputerów Dużej Mocy, oprogramowania/licencji, grantów obliczeniowych, sprawozdań:

kdm@task.gda.pl

Administratorzy odpowiadają na maile w dni robocze w godzinach 8:00 – 15:00.