alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2024.11.085-092alternative-2575Research ArticleIV. ВОДОРОДНАЯ ЭКОНОМИКА 12. Водородная экономика. 12-5-12-0 Новые способы получения водородаIV. HYDROGEN ECONOMY 12. Hydrogen economy. 12-5-12-0 Novel hydrogen production methodsВлияние кратности подачи предварительно обработанного в аппарате вихревого слоя субстрата на эффективность получения биоводорода в процессе темновой ферментацииEffect of the feed rate of the substrate pre-treated in the vortex layer apparatus on the efficiency of biohydrogen production in the process of dark fermentationhttps://orcid.org/0000-0002-1983-3454КовалевА. А.KovalevA. A.

Ковалев Андрей Александрович, главный научный сотрудник лаборатории биоэнергетических технологий, доктор технических наук

109428, Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Researcher ID: F-7045-2017,Scopus Author ID: 57205285134

Kovalev Andrey Alexandrovich, chief researcher of the laboratory ofbioenergy technologies, doctor of technical sciences

109428, Moscow, 1-y Institutskiy proezd, 5

Researcher ID: F-7045-2017,Scopus Author ID: 57205285134

kovalev_ana@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3603-3686КовалевД. А.KovalevD. A.

Ковалев Дмитрий Александрович, заведующий лабораторией биоэнергетическихтехнологий, кандидат технических наук

109428, Москва, 1-й Институтский проезд, 5

Researcher ID: K-4810-2015

Kovalev Dmitry Alexandrovich, head of the laboratory of bioenergy and supercritical technologies, candidate of technical sciences

109428, Moscow, 1-y Institutskiy proezd, 5

Researcher ID: K-4810-2015

https://orcid.org/0000-0002-4689-843XПанченкоВ. А.PanchenkoV. A.

Панченко Владимир Анатольевич, кандидат технических наук, доцент кафедры Российского университета транспорта, старший научный сотрудник лаборатории Федерального научного агроинженерного центра ВИМ

127994, Москва, ул. Образцова, д. 9

Researcher ID: P-8127-2017,Scopus Author ID: 57201922860,Web of Science Researcher ID: AAE-1758-2019

Panchenko Vladimir Anatolyevich, candidate of technical sciences, associate professor of theDepartment of the Russian University of Transport, senior researcher of the Laboratory of theFederal Scientific Agroengineering Center VIM

127994, Moscow, ul. Obraztsova, d. 9

Researcher ID: P-8127-2017,Scopus Author ID: 57201922860,Web of Science Researcher ID: AAE-1758-2019

https://orcid.org/0000-0002-3847-2260ВивеканандВивеканандVivekanandVivekanand

Vivekanand Vivekanand, Assistant Professor

302017, Раджастхан, Джайпур

Scopus Author ID: 57211114758

Vivekanand Vivekanand, Assistant Professor

302017, Rajasthan, Jaipur

Scopus Author ID: 57211114758

НидхиПарикNidhiPareek

Нидхи Парик, Assistant Professor of Microbial Catalysis and Process Engineering Laboratory, Department of Microbiology

305817, Раджастхан, Аджмер

Nidhi Pareek, Assistant Professor of Microbial Catalysis and Process Engineering Laboratory, Department of Microbiology

305817, Rajasthan, Ajmer

 

 

Шьям КумарМасакапаллиShyam KumarMasakapalli

Шьям Кумар Масакапалли, Assistant Professor

175075, Химачал-Прадеш, Манди, Каманд

 

Shyam Kumar Masakapalli, Assistant Professor

175075, Himachal Pradesh, Mandi, Kamand

 

https://orcid.org/0000-0002-5525-0459ЖуравлеваЕ. А.ZhuravlevaE. A.

Журавлева Елена Александровна, мл. науч. сотр. лаборатории микробиологии антропогенных мест обитания, канд. биол. наук

119071, Москва, Ленинский пр-т, дом 33, строение 2

Researcher ID: JBS-4297-2023,Scopus Author ID: 57216346570 

Zhuravleva Elena Alexandrovna, junior researcher Laboratory of Microbiology of Anthropogenic Habitats, postgraduate. PhD

119071, Moscow, Leninsky Prospekt, Building 33, Building 2

Researcher ID: JBS-4297-2023,Scopus Author ID: 57216346570

https://orcid.org/0000-0001-8215-2814ЛайковаА. А.LaikovaA. A.

Лайкова Александра Алексеевна, младший научный сотрудник лабораториимикробиологии антропогенных мест обитания, аспирант

119071, Москва, Ленинский пр-т, дом 33, строение 2

Researcher ID: IVU-7977-2023,Scopus Author ID: 58044317600

Laikova Alexandra Alekseevna,  junior researcher in Laboratory of Microbiology ofAnthropogenic Habitats, PhD student

119071, Moscow, Leninsky Prospekt, Building 33, Building 2

Researcher ID: IVU-7977-2023,Scopus Author ID: 58044317600

https://orcid.org/0000-0002-7458-0031ШехурдинаС. В.ShekhurdinaS. V.

Шехурдина Светлана Витальевна, младший научный сотрудник лабораториимикробиологии антропогенных мест обитания, аспирант

119071, Москва, Ленинский пр-т, дом 33, строение 2

Scopus Author ID: 57564192200

Shekhurdina Svetlana Vitalievna, junior researcher of Laboratory of Microbiology ofAnthropogenic Habitats, PhD student

119071, Moscow, Leninsky Prospekt, Building 33, Building 2

Scopus Author ID: 57564192200

https://orcid.org/0009-0006-0931-8789ИваненкоА. А.IvanenkoA. A.

Иваненко Артем Александрович, инженер лаборатории микробиологии антропогенных мест обитания, бакалавр

119071, Москва, Ленинский пр-т, дом 33, строение 2

Researcher ID: JAX-4154-2023

Ivanenko Artem Alexandrovich, engineer in Laboratory of Microbiology of Anthropogenic

119071, Moscow, Leninsky Prospekt, Building 33, Building 2 Habitats, bachelor

Researcher ID: JAX-4154-2023

https://orcid.org/0000-0002-5457-4603ЛиттиЮ. В.LittiYu. V.

Литти Юрий Владимирович, заведующий лабораторией микробиологииантропогенных мест обитания, кандидат биологических наук

119071, Москва, Ленинский пр-т, дом 33, строение 2

Researcher ID: C-4945-2014,Scopus Author ID: 55251689800

Litti Yuri Vladimirovich, Head of Laboratory of Microbiology of AnthropogenicHabitats, Candidate of Biological Sciences

119071, Moscow, Leninsky Prospekt, Building 33, Building 2

Researcher ID: C-4945-2014,Scopus Author ID: 55251689800

Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ»РоссияFederal State Budgetary Scientific InstitutionRussian FederationРоссийский университет транспортаРоссияRussian University of TransportRussian FederationЦентр энергетики и окружающей среды, Национальный технологический институт МалавииИндияCenter for Energy and Environment, Malaviya National Institute of TechnologyIndiaШкола естественных наук, Центральный университет РаджастханаИндияSchool of Life Sciences, Central University of RajasthanIndiaЦентр BioX, Школа фундаментальных наук, Индийский технологический институтИндияBioX Center, School of Basic Sciences, Indian Institute of TechnologyIndiaИнститут микробиологии им. С. Н. Виноградского, Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наукРоссияInstitute of Microbiology named after S. N. Vinogradsky, Federal Research Center «Fundamentals of Biotechnology» of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2024140320250118592Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20252025Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/2575

Для утилизации пищевых отходов, количество которых увеличивается с каждым годом, в рамках проекта РНФ № 22-49-02002 (https://rscf.ru/project/22-49-02002/) была разработана экспериментальная установка для темновой ферментации органических отходов. Данное исследование направлено на оценку влияния кратности подачи предобработанного в АВС субстрата на эффективность получения биоводорода в процессе темновой ферментации. Согласно полученным данным, кратность подачи предобработанного в АВС субстрата в реактор темновой ферментации имеет существенное влияние на динамику образования биоводорода из органического вещества: снижение кратности подачи приводило к уменьшению амплитуды при увеличении среднего значения объемного выхода биоводорода (на 18% до 0,62 л/(л • ч) при снижении кратности в 3 раза). Таким образом увеличение частоты подачи субстрата позволяет снизить суточные колебания выхода биоводорода при одновременной интенсификации процесса темновой ферментации.

In order to utilize food waste, the amount of which increases every year, an experimental setup for dark fermentation of organic waste was developed within the framework of the RSF project No. 22-49-02002 (https://rscf. ru/project/22-49-02002/). This study is aimed at assessing the effect of the feed rate of the substrate pre-treated in the ABC on the efficiency of biohydrogen production during dark fermentation. According to the data obtained, the feed rate of the substrate pre-treated in the ABC to the dark fermentation reactor has a significant effect on the dynamics of biohydrogen formation from organic matter: a decrease in the feed rate led to a decrease in the amplitude with an increase in the average value of the volumetric yield of biohydrogen (by 18% to 0,62 l / (l h) with a decrease in the feed rate by 3 times). Thus, an increase in the substrate feed frequency makes it possible to reduce daily fluctuations in the biohydrogen yield while simultaneously intensifying the dark fermentation process.

анаэробная биоконверсиябиоводородтемновая ферментациякратность подачи субстратааппарат вихревого слояпредобработкапищевые отходыanaerobic bioconversionbiohydrogendark fermentationsubstrate feed ratevortex layer apparatuspretreatmentfood wasteИсследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-49-02002, https://rscf.ru/ project/22-49-02002/ReferencesAbu Hatab A., Cavinato M. E. R., Lindemer A., Lagerkvist C. -J. Urban Sprawl, Food Security and Agricultural Systems in Developing Countries: A Systematic Review of the Literature // Cities 2019, 94, 129-142. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cities.2019.06.001.Abu Hatab A., Cavinato M. E. R., Lindemer A., Lagerkvist C. -J. Urban Sprawl, Food Security and Agricultural Systems in Developing Countries: A Systematic Review of the Literature // Cities 2019, 94, 129-142. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.cities.2019.06.001.Sinha S., Tripathi P. Trends and Challenges in Valorisation of Food Waste in Developing Economies: A Case Study of India // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 2021, 4, 100162. https://doi.org/ https://doi.org/10.1016/j.cscee.2021.100162.Sinha S., Tripathi P. Trends and Challenges in Valorization of Food Waste in Developing Economies: A Case Study of India // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 2021, 4, 100162. https:// doi.org/ https://doi.org/10.1016/j.cscee.2021.100162.Filimonau V., Ermolaev V. A. A Sleeping Giant? Food Waste in the Foodservice Sector of Russia // Journal of Cleaner Production. – 2021, 2Filimonau V., Ermolaev V. A. A Sleeping Giant? Food Waste in the Foodservice Sector of Russia // Journal of Cleaner Production. – 2021, 2Scherhaufer S., Moates G., Hartikainen H., Waldron K., Obersteiner G. Environmental Impacts of Food Waste in Europe // Waste Management. – 2018, 77, 98-113. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.04.038.Scherhaufer S., Moates G., Hartikainen H., Waldron K., Obersteiner G. Environmental Impacts of Food Waste in Europe // Waste Management. – 2018, 77, 98-113. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.wasman.2018.04.038.Иваненко А. А., Лайкова А. А., Журавлева Е. А., Шехурдина С. В., Вишнякова А. В., Ковалев А. А., Ковалев Д. А., Трчунян К. А., Литти Ю. В. Биологическое получение водорода: от базовых принципов к последним достижениям в улучшении процесса // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2023; (10):103-141. https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.10.103-141Ivanenko A. A., Laikova A. A., Zhuravleva E. A., Shekhurdina S. V., Vishnyakova A. V., Kovalev A. A., Kovalev D. A., Trchunyan K. A., Litti Yu. V. Biological production of hydrogen: from basic principles to the latest achievements in process improvement // Alternative energy and ecology (ISJAEE). – 2023; (10):103-141. https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.10.103-141Kovalev А. А., Kovalev D. А., Panchenko V. A., Zhuravleva Е. А., Laikova А. А., Shekhurdina S. V., Vivekanand V., Litti Y. V. Approbation of an Innovative Method of Pretreatment of Dark Fermentation Feedstocks // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022, 47 (78), 33272-33281. https://doi.org/ https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.08.051.Kovalev A. A., Kovalev D. A., Panchenko V. A., Zhuravleva E. A., Laikova A. A., Shekhurdina S. V., Vivekanand V., Litti Y. V. Approbation of an Innovative Method of Pretreatment of Dark Fermentation Feedstocks // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022, 47 (78), 33272-33281. https://doi.org/ https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.08.051.Ковалев А. А. Энергетический анализ системы двухстадийной анаэробной переработки жидких органических отходов с получением водород- и метаносодержащих биогазов // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2020; (25-27):95-106. https://doi.org/10.15518/isjaee.2020.09.009Kovalev A. A. Energy analysis of a two-stage anaerobic processing system for liquid organic waste to produce hydrogen- and methane-containing biogases // Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). – 2020; (25-27):95-106. https://doi.org/10.15518/ isjaee.2020.09.009

The authors declare that there are no conflicts of interest present.