Universiteti I tiranës fakulteti I shkencave tё natyrёs departamenti I kimisë industriale


Download 5.04 Kb.

bet10/11
Sana10.01.2019
Hajmi5.04 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

3.1.3.1  Zhvillimi i modelit të simulimit 
Procesi i simulimit të fermentimit anaerob është zhvilluar duke u bazuar në katër etapa 
të  ndryshme  të  prodhimit  të  biogazit.  Ato  janë:  hidroliza,  acidogjeneza,  acetogjeneza 
dhe  metanogjeneza.  Këto  të  katër  etapa  përshkruajnë  edhe  të  gjithë  procesin  e 
metabolizmit,  proces  ky,  gjatë  të  cilit,  substratet  komplekse,  të  tilla  si  karbohidratet, 
proteinat apo edhe yndyrnat zbërthehen në formë monomerike dhe së fundmi edhe në 
metan  dhe  dioksid  karboni.  Për  këtë  arsye  edhe  reaksionet,  që  përfshijnë  etapat  e 
lartpërmendura  janë  marrë  nga  studimet  e  mëpërparshme  ((Angelidaki,  Ellegaard,  & 
Ahring, 2000), (Batstone, etj., 2002), (Lawrence & MaCarty, 1969), (Vavilin, Vasiliev, 
Ponomarev,  &  Rytow,  1994)).  Ekuacionet  të  cilat  nuk  janë  përllogaritur  nga  ana 
stekiometrike janë zgjidhur nga Anderson et al. (1996) përmes programit MATLAB®. 
Të  gjithë  komponentët  e  nevojshëm  për  simulimin  tonë  kompjuterik  janë  përftuar 
përmes ekuacioneve, rrjedhën e të cilave, si dhe veçoritë fizike të tyre, i kemi simuluar 
me  programin  Aspen  Plus®  (version  8.6).  Si  model  bazë  të  metodës  së  ndërtimit  të 
skemës teknologjike kemi përdorur modelin e zhvilluar nga Universiteti i Boras, Suedi 
(Taherzahed  2014).  Studimi  i  disa  prej  përbërësve  kompleksë,  të  cilët  nuk  i  ruajnë 
veçoritë e tyre, është bazuar në publikimet e Wooley & Putsche (1996). Duke qenë se 
metoda e dy lëngjeve jo të rastit - NRTL (en. Non-Random Two-Liquid)
54
 është ndër më 
të saktat, me anë të saj do të llogarisim ndërlidhjen bashkë me fraksionet e moleve dhe 
koeficentëve të aktivitetit të kompenentëve të ndryshëm – për të mundësuar kalimin nga 
faza  e  lëngshme  në  atë  të  gaztë  gjatë  procesit  të  prodhimit  të  biogazit  (fig.  3-4).  Nga 
modelet e reaktorëve, të cilët janë të modeluar në Aspen Plus®, reaktorët stekiometrikë 
përdoren  për  fazën  e  hidrolizës  së  reaksionit,  ndërsa  reaktorët  me  përzierje  të 
vazhdueshme (en: continuously stirred tank Reactor - CSTR) përdoren për fazën tjetër 
të fermentimit. 
Të gjitha kushtet e zhvillimit të procesit, si sasia e përgjithshme e lëndës së ngurtë (en. 
total  solid  –TS),  lëndët  e  ngurta  të  avullueshme  (en.  volatile  solids  –  VS), 
prurja/shpejtësia e ngarkimit me lëndë të parë, përbërja e masës, temperatura dhe koha e 
grumbullimit/përpunimit,  -qendrimit  hidraulik  (en.  hydraulic  retention  time-HRT)  të 
substrateve  janë  të  dhëna,  ndërsa  parametrat  hyrës  do  të  analizohen  në  grupin  e 
reaksioneve (a) (tab. 3-4). Nga kjo përllogaritet edhe sasia e monomereve të krijuara për 
tek reaktori i dytë, i cili përmbledh reaksionet e grupit të dytë (b) (tab. 3-3). Në varësi të 
monomerit, ato do të kalojnë përmes blloqeve të ndryshme – llogaritëse. Për shembull, 
amino-acidet e çliruara nga proteinat në grupin e parë të reaksioneve (a), kalojnë përmes 
bllokut përllogaritës të amino-acideve, nga ku edhe zbërthehen në  acide të ndryshme të 
avullueshme yndyrore (en. volatile fatty acids - VFA). Më pas acidet yndyrore kalojnë 
përmes bllokut-llogaritës të acidit/-butirik, -valerik dhe –propionik përpara se të arrijnë 
                                                 
54
 Ekuacioni i modelit NRTL (dy lëngje jo të rastësishme; en. Non Random Two Liquid) është përshkruar për herë të 
parë  nga  Renon  dhe  Prausnitz  në  vitin  1968.  Ai  përshkruan  koeficentin  e  aktivitetin  γ  të  një  përzierje  lëndësh  me 
substancat e veta përbërëse, të dhëna në raporte molesh x. 

77 
bllokun  e  fundit  përllogaritës,  pra  atë  të  metanogjenezës.  Në  këtë  mënyrë  sasitë  e 
metanit,  dioksidit  të  karbonit  dhe  ato  të  mbetjeve  mbi  lëndën  e  ngurtë  organike, 
paraqiten në formën dhe njësitë e duhura. 
 
Figura 3-4: 
Disa nga komponentët e nevojshëm për simulimin përmes metodës NRTL 
Çdonjëri  nga  blloqet-llogaritëse  në  grupin  e  parë  të  reaksioneve  ka  nga  një  skript  të 
programuar në FORTRAN, i cili përllogarit sasinë e produktit për çdo reaksion. Blloku-
përllogaritës  dallohet  për  nga  vlerat  e  ndryshme  të  shpejtësisë/prurjes,  acideve  të 

78 
avullueshme yndyrore, NH
4
+
, temperaturës, parametrave kinetikë dhe të hidrogjenit. Të 
gjitha  këto  së  bashku  përcaktojnë  edhe  sasinë  e  reaktantit  bashkë  me  shpejtësinë  e 
përhapjes së reaksionit për çdo bllok-llogaritës të bazuar në vlerat e lëndës së parë dhe 
nga rezultati i reaksioneve të grupit (a). Parametrat kinetikë janë marrë nga studimet e 
mëpërparshme  të  ((Andrews,  1968),  (Angelidaki,  Ellegaard,  &  Ahring,  2000)  dhe 
(Batstone,  etj.,  2002)).  Për  të  përllogaritur  kohëzgjatjen  e  reaksionit,  e  cila  përfshin 
rritjen  e  shpejtësisë  së  prurjes  së  mikroorganizmave  dhe  kufizimeve  të  amoniakut, 
përdorim parimin e mbledhjes së forcave. Përllogaritja e vlerës së pH-shit u bë duke u 
bazuar  në  konstantet  e  ekuilibrave  kimikë  brenda  bllokut-përllogaritës  për  çdo  acid  të 
avullueshëm yndyror sipas sygjerimeve të Angelidaki et al. (2000) dhe Cheng (2010). 
Rezultatet e përftuara nga simulimi jepen në formën m
3⋅
ditë
-1
, vlerë kjo e cila mund të 
përllogaritet në çdo njësi tjetër. 
3.1.3.2  Kontrolli i vërtetësisë dhe saktësisë së modelit 
Shkallën e vërtetësisë së modelit simulativ të procesit e kemi kontrolluar me të dhëna 
eksperimentale të nxjerra nga burime të ndryshme të literaturës, në të cilat janë përdorur 
substrate të ndryshme në kushte të ndryshueshme. Vlerat e përdorura variojnë nga ato 
për modele kërkimore laboratorike, deri tek ato të mëdhatë të shkallës industriale. Vlerat 
e  përftuara  në  sistemin  simulativ  nga  secili  prej  rasteve  të  studimit  i  kemi  testuar  në 
analizën  e  mëtejshme  statistikore  të  kryer  me  Minitab®  (V  17).  Analiza  statistikore 
përmban  studimin  e  probabilitetit
55
  për  të  kontrolluar  specifikat  dhe  normalitetin  e  të 
dhënave  statistikore.  Në  tabelën  3-4  kemi  paraqitur  raste  të  ndryshme  eksperimentale 
me substrate dhe të dhëna operative të përdorura në modelin simulativ të procesit tonë. 
Përmes  tyre  do  të  përllogaritim  ndryshimet  ndërmjet  simulimit  dhe  të  dhënave 
eksperimentale. 
Secili nga rastet e mësipërme përshkruhet si mëposhtë: 
•  Rasti (1): Si substrat u përdor plehu i gjedhëve, i cili u ngarkua brenda 15 ditësh 
me shpejtësi prej 0,33 L

ditë
-1
. Volumi i përgjithshëm i reaktorit ishte 5 litra dhe arriti të 
prodhojë 353,5 litra biogaz kg
-1
vs

ditë
-1
 
(Kaparaju et al). Përbërja e plehrave të gjedhit u 
bazua në rekomandimet e Budiyono (2011). 
 
•  Rasti (2): Në këtë vlerësim, si substrat kemi marrë mbeturina urbane, të cilat i 
kemi përpunuar për 21 ditë në një reaktor me volum 5 litra. Sasia e biogazit të prodhuar 
në  ditë  kapi  vlerën  e  3,0  g
vs
⋅L
-1
⋅ditë
-1 
dhe  në  total  0,54  m
3
CH
4

kg
-1
vs

ditë
-1

Mbetjet 
përbëheshin  nga  61,5%  karbohidrate,  16%  proteina,  10%  yndyrna,  ndërsa  pjesa  tjetër 
nga hirëra dhe lëndë inorganike sipas të dhënave të Borås Energy and Environment AB 
(2012).  
 
•  Rasti  (3):  Duke  përdorur  një  substrat  të  përbërë  prej  70%  mbetje  urbane  dhe 
30%  mbetje  agrumesh  kemi  kryer  vlerësimin  përmes  procesit  të  fermentimit  anaerob. 
Përbërja  e  mbetjeve  urbane  u  krye  sipas  rekomandimeve  të  Borås  Energy  and 
                                                 
55
  Probabiliteti  apo  mundësia  (en.  probability)  tregon  vlerësimin  e  pohimeve  dhe  vlerësimeve  sipas  një  shkalle 
sigurie. Studimi i teorisë së probabilitetit duke i përshkruar mundësitë si objekte matematikore ka sjellë krijimin e një 
dege të veçantë të matematikës, ku rol të rëndësishëm luan parashikimi ndodhjes së një ngjarjeje

79 
Environment AB (2012), ndërsa ajo e mbetjeve të agrumeve sipas Forgács et al. (2012). 
Sasia  e  biogazit  të  prodhuar  në  rrugë  eksperimentale  për  kohën  e  ngarkimit  të  lëndës 
organike prej 3,0 g
vs

L
-1

ditë
-1
 brenda 21 ditësh trajtimi, ishte 0,555 m
3
CH
4

kg
-1
vs

ditë
-1

 
•  Rasti (4): Në këtë rast u simulua një projekt-pilot për të cilin shkruajnë Eliyan et 
al.  tek:  “Anaerobic  Digestion  of  Municipal  Solid  Waste  in  Thermophillic  Continuous 
Operation” në vitin (2007). Volumi i reaktorit u mor 600 litra dhe duke u ngarkuar me 
shpejtësi prej 2,0 g
vs
⋅L
-1
ditë
-1
, u arrit të simulohej prodhimi i 401 L
⋅kg
-1
vs 
biogazi. 
 
•  Rasti  (5):  Në  këtë  simulim  i  jemi  referuar  të  dhënave  produktive  të  impiantit 
industrial  të  fermentimit  anaerobik  në  afërsi  të  Borås,  Suedi.  Ai  ka  një  volum  të 
përgjithshëm  prej  3.000  m
3
,  si  dhe  kohë  të  përgjithshme  të  trajtimit  hidraulik  prej  21 
ditësh.  Fraksionet  organike  të  mbetjeve  urbane,  të  cilat  janë  përdorur  si  substrat  gjatë 
këtij simulimi u ngarkuan me shpejtësi 150 m
3
⋅ditë
-1
 dhe prodhimi ditor i biogazit arriti 
vlerën prej 9.600 m
3
⋅ditë
-1
 (Borås Energy and Environment AB, 2012). 
 
•  Rasti (6): Në të njëjtën mënyrë si në rastin (5), u simulua një impiant fermentimi 
industrial,  i  cili  përpunon  përmes  fermentimit  anaerobik,  mbetje  me  përmbajtje  prej 
75%  nga  therëtoret,  15%  mbetje  ushqimore  dhe  10%  mbetje  nga  plehu  i  gjedhëve. 
Përbërja  e  përgjithshme  e  mbetjeve  kishte  23,5%  karbohidrate,  12,18%  proteina,  60% 
yndyrna  dhe  pjesa  tjetër  përbëhej  nga  hirëra  dhe  mbetje  të  tjera  inorganike.  Sasia  e 
biogazit të prodhuar nga impianti industrial është 10,959 m
3
⋅ditë
-1
, me një kohëzgjatje të 
përgjithshme prej 20 ditësh (Budiyono, 2011; Palatsi et al., 2011). 
 
•  Rasti (7): Në reaktorin me volum 30 litra u shtuan plehra të derrave me prurje 
prej  230,4  g
-1
vs
⋅ditë
-1
.  Sasia  e  biogazit  të  prodhuar  përmes  eksperimentit  ishte  0,269 
m
3
⋅kg
-­‐1vs
.  Përbërja   e plehrave të derrave të trajtuara ishte 44,06% karbohidrate, 23% 
proteina dhe 4,9% yndyrna – për një masë të avullueshme të ngurtë prej 72% (Fujita et 
al. 1980). 
 
•  Rasti  (8):  Për  të  simuluar  ndërtimin  dhe  vënien  në  punë    të  një  impianti  të 
prodhimit të biogazit në vendin tonë, kemi marrë për bazë të dhënat e potencialeve të 
biomasës nga mbetjet agro-bujqësore dhe blegtorale të qarkut të Korçës (tabela 2-8, si 
dhe  (Ministria  e  Bujqësisë,  Ushqimit  dhe  Mbrojtjes  së  Konsumatorit,  2011,  f.  99)). 
Vlerat e masës teorike të shfrytëzueshme nga mbetjet blegtorale u përllogaritën duke u 
bazuar në metodën e përmendur nga Karaj et al. (2009), (lexo edhe nënkapitullin 2.1.2 
dhe 2.1.3). 
Për këtë u morën 1.445 t mbetje gruri (35% Mth), 2.546 t silazh misri (35% Mth), 132 t 
thekër, 1.027 t elb (35% Mth), 341 t tagjira me përqindje të lagështisë 18%, 591 t plehra 
të  lëngshme  nga  mbetjet  e  derrave  (6%  Mth),  si  dhe  1.705  t  nga  plehrat  e 
njëthundrakëve (27,2% Mth). 
Duke qene se raportet ndërmjet substratit organik të thatë (92,6%) dhe atij të masës se 
freskët (30,3%) ndryshonin shumë, biomasa e grumbulluar kërkonte një kohë relativisht 
të gjatë fermentimi (101 ditë), si dhe koefiçenti i fermentimit të masës së thatë organike 
për  këtë  rast  nuk  e  kalon  vlerën  prej  2,5  kg  Mtho/(m³  të  fermentuesit·në  ditë),  ky 
simulim  u  realizua  duke  përdorur  dy  fermentues  të  ndryshëm  me  volum  neto  të 
përgjithshëm 2.397 m³ (secili me volum prej 1.300 m³)  

80 
Temperatura e procesit të përgjithshëm të fermentimit në rezervuarë është ruajtur 40°C. 
Ndërkohë që sasia e nevojshme për një prodhim të pandërprerë gjatë gjithë vitit duhet të 
jetë  6.036  tonë.  Koha  e  përgjithshme  e  magazinimit  të  substrateve  varion  deri  në  6 
muaj, ndërsa volumi neto i rezervuarit të mbetjeve të fermentimit është 3.018 m
3
. Sasia 
e përgjithshme e biogazit të prodhuar kapi vlerën e 1.324.226 m³/vit, nga e cila përmes 
pastrimit arrihen të përftohen 695.589 m³/vit metan. 
Duke marrë vlerat dhe kushtet ideale, 
kjo sasi metani arrin të prodhojë një energji/nxehtësi prej 6.935.022 kWh/vit.
 
Tabela 3-4:  Raste  të  ndryshme  studimi  të  përdorura  për  të  vlerësuar  shkallën  e  vërtetësisë 
dhe  ndryshimet  ndërmjet  simulimit  dhe  të  dhënave  eksperimentale  të  modelit 
simulativ të procesit. 
 
Vol. 
reakt. 
HRT 
(ditë) 
ORL 
TS 
(%) 
VS 
(%) 
Substrati 
Rezultatet 
Ndr. 
(%) 
Eksperiment 
Simulim 
1. 
5 L 
15 
0,33L 
ditë
-1
 

80 
Pleh 
gjedhësh 
353,5 L
⋅kg
1
vs
  
ditë
-1 
365,83 L
  
kg
-1
vs
⋅ditë
-1
 
3,4 
2. 
5 L 
21 
3,0 g
vs56
 
L
-1
⋅ditë
-1 
15 
85 
MSW
57
 
0,54 m
3
CH
4
⋅kg
-
1
vs
⋅ditë
-1 
0,473 
m
3
CH
4
  
kg
-1
vs
⋅ditë
-1
 
-12,4 
3. 
5 L 
21 
3,0 g
vs
 
L
-1
⋅ditë
-1
 
13 
87 
70% MSW 
30% m.ag. 
0,555 m
3
CH

kg
-1
vs
⋅ditë
-1 
0,537 
m
3
CH
4
  
kg
-1
vs
⋅ditë
-1
 
-3,2 
4.  600 L 
25 
2,0 g
vs
 
L
-1
⋅ditë
-1
 
10 
90 
MSW 
401 L
⋅kg
-1
vs
 
të larguara 
448,76 L
  
kg
-1
vs
 
11,9 
5.  3000 m³ 
21 
150 m³
  
ditë
-1
 
15 
85 
MSW 
9.600 m³ 
ditë
-1
 
10.176 m³ 
ditë
-1
 
6,0 
6.  3700 m³ 
20 
150 m³ ditë
-1
 
12,5  95 
75% m.th. 
15% m. u. 
10% p.gj. 
10.959  
m³ ditë
-1
 
11.694,6 
m³ ditë
-1
 
6,7 
7. 
30 L 

230 g
vs
  
L
-1
ditë
-1
 
6,4 
72 
Pleh 
derrash 
0,269 m³
  
kg
-1
vs
 
0,268 m³ 
kg
-1
vs
 
0,3 
8. 
2x1300 
m³ 
101 
77 m³ ditë
-1
 
30,3  92,6 
Mbetje 
agro-bujq. 
blegtorale  
 
13.111 m³ 
ditë
-1
 
 
Për  rastin  në  fjalë  në  programin  Aspen  PLUS®  kemi  instaluar  modulin  Process 
Economic Analyzer (APEA), përmes të cilit mund të përllogaritim vlerën e investimeve 
të përgjithshme për simulimin tonë (fig. 3-5). Në pamundësi të përllogaritjes së kostos 
së plotë të çmimit të grumbullimit të biomasës së lartpërmendur për qarkun e Korçës, u 
jemi referuar vlerave teorike (Kappler, 2008), nga ku për substratet e përmendura kemi 
një vlerë mesatare prej 32 €/t masë të njomë. 
Siç shikohet në figurën 3-6  për të realizuar një shfrytëzim sa më efikas të trajtimit të biomasës, 
si dhe të shfrytëzimit të biogazit të prodhuar, në impiantin tonë është paraparë edhe instalimi i 
një  sistemi  të  ngrohjes  qëndrore.  Fuqia  termike  e  të  cilit  kap  vlerën  e  391  kWh  dhe  një  vlerë 
                                                 
56
 g
vs
/L – është njësi matëse për përqendrimin e lëndëve të ngurta të avullueshme, që ndodhen në llumin apo masën e 
njomë të biomasës (en. concentration of volatile solids in the sludge
57
 Plehrat urbane/komunale (en. Municipal Solid Waste-MSW) 

81 
totale të nxehtësisë së çliruar për të gjithë vitin prej 6.429.914 kWh (vlera maksimale termike e 
mundshme arrin 1.915 kWh). 
 
Figura 3-5: 
Moduli i kostos së materialeve dhe proceseve në programin Aspen PLUS® v8,6 
Me energjinë temike të lartpërmendur bëhet e mundur ngrohja e 8 pallateve (80 apartamenteve) 
me sipërfaqe banimi prej 60 m
2
 dhe një sere zarzavatesh me sipërfaqe prej 5.000 m
2
 gjatë gjithë 
vitit.  Për  nevojat  e  brendshme  termike  impiantit  i  duhen  afro  574.717  kWh/vit,  ndërkohë  që 
humbjet  mesatare  në  rrjet  kapin  vlerën  424.000  kWh/vit.  Për  kryerjen  e  kësaj  analize,  përveç 
çmimeve  dhe  kostove  fillestare,  u  deshën  edhe  të  dhëna  krahasuese  mbi  kushtet  atmosferike, 
klimën  dhe  temperaturat  e  mjedisit  për  të  gjithë  vitin.  Në  pamundësi  të  grumbullimit  të  të 
dhënave  në  fjalë  për  rajonin  e  Korçës,  u  jemi  referuar  të  dhënave  klimaterike  të  ngjashme  të 
zonës  malore  të  Garmisch-Patenkirchen  në  Gjermani  (vend  kondrinoro-malor,  lartësia  mbi 
nivelin e detit 708 m). 
 
Figura 3-6: 
Skema teknologjike e impiantit të trajtimit të biomasës për qarkun e Korçës 
Duke  shfrytëzuar  të  dhëna  teorike,  si  dhe  duke  përdorur  modulin  ekonomik  të  Aspen 
PLUS®, por edhe duke u orientuar në rekomandimet e 
Këshillit administrativ për Teknikë 
dhe Ndërtimtari në Bujqësi – (KTBL)
58
 në Gjermani, u arrit vlerësimi i plotë i investimeve të 
nevojshme  për  instalimin  e  një  impianti  me  dimensionet  dhe  kapacitetet  e  lartpërmendura 
teknologjike (fig. 3-6). 
                                                 
58
  KTBL-  nga  gjermanishtja:  Kuratorium  für  Technik  und  Bauwesen  in  der  Landwirtschaft  e.V.  -  Këshillit 
administrativ për Teknikë dhe Ndërtimtari në Bujqësi. 

82 
Investimi i përgjithshëm bashkë me koston e vënies në punë të impiantit për vitin e parë 
të prodhimit kap vlerën e 1.332.571 €. Kostoja e riparimeve dhe mbajtjes në punë arrin 
në 54.047,87 €/vit. Ndërkohë që nga shitja e garantuar e 2.679.211 kWh/vit të rrymës 
elektrike  të  prodhuar  me  0,19  €/kW
el
,  garantohet  të  ardhura  prej  508.084  €/vit.  Në  të 
njëjtën mënyrë edhe nga shitja e 5.432.116 kW
ht
 energji termike garantohen 108.642,32 
€/vit (0,02 €/ kW
ht
). 
Për rastet kur dihet përmbajtja minerale e mbetjeve të fermentimit, mund të kryhet edhe 
vlerësimi monetar dhe ekuilibrimi i tyre me plehrat inorganike.  
 
Figura 3-7: 
Analiza  financiare  e  ndërtimit  të  impiantit  të  fermentimit  të  biomasës  përmes 
Aspen PLUS® v8,6 
3.1.3.3  Analiza saktësore e modelit 
Duke qenë se dy faktorët më të rëndësishëm, të cilët ndikojnë në rezultatet e simulimit 
në  modelin  tonë  janë:  shpejtësia  e  përhapjes  së  reaksionit  dhe  përbërja  e  substratit, 
ndryshimi i vlerave të tyre me ±5%, ±10% dhe ±20%, do të na mundësojë edhe analizën 
e  plotë  saktësore  (en.  sensitivity  analysis).  Për  të  kryer  analizën  e  plotë  faktoriale  për 
përbërësit  e  mundshëm:  karbohidratet,  proteinat  dhe  yndyrnat  (përbërësit  kryesorë  të 

83 
lëndës së parë), u ndërtua një matriksë me vlerat eksperimentale statistikore
59
 e formës 
2
3
. Diferenca ndërmjet vlerave të simuluara në modelin tonë dhe e atyre eksperimentale 
është përllogaritur duke u bazuar në analizën saktësore. Duke u bazuar me tej tek kjo 
analizë  u  ndërtua  një  matriksë  për  të  vlerësuar  mënyrat  e  lidhjes  së  modelit  tonë. 
Intervali i besueshmërisë (en. confidence interval - CI
60
) u përllogarit për të treguar sesi 
ndikojnë ndryshimi i substratit apo i shpejtësisë së reaksionit në rezultatet e simulimit. 
3.1.4  Rezultatet e analizes simulative dhe diskutimi 
Modeli simulativ i procesit u zhvillua për të sqaruar të gjitha fazat e metabolizmit gjatë 
fermentimit anaerob. Zhvillimi i reaksioneve të grupit stekiometrik (a) në modelin tonë 
simulativ  mund  të  përdoret  për  të  parashikuar  efektin  e  metodave  të  ndryshme  të 
pastrimit paraprak, që përdoren në procesin e prodhimit të biogazit. Kinetika e grupit të 
reaksioneve  (b)  tregon  në  mënyrë  të  detajuar  të  gjitha  fazat  e  metabolizmit  gjatë 
fermentimit  anaerob.  Saktësia  e  modelit  tonë  simulativ  u  kontrollua  me  anë  të  të 
dhënave eksperimentale dhe industriale. Po ashtu në një hap të mëvonshëm u përllogarit 
edhe  diferenca  ndërmjet  vlerave  të  simulimit  dhe  atyre  eksperimentale.  Pas  këtyre, 
përmes  kontrollit  statistikor  dhe  analizës  saktësore,  u  arrit  që  të  llogaritet  vlera  e 
intervalit të prodhimit të parashikuar të biogazit. 
Përdorimi  i  sistemit  të  modelimit  mundëson  parashikime  të  përafërta  të  prodhimit  të 
biogazit me një gamë më të gjerë substratesh. Në industrinë e biogazit, përbërja e lëndës 
së parë dhe prodhimi i biogazit ndryshojnë nga dita në ditë me një mori parametrash dhe 
problemesh.  Si  rrjedhojë  e  kësaj  edhe  prognozat  e  sistemit  të  modelimit,  që  tregojnë 
ndryshimet  ndërmjet  të  dhënave  eksperimentale,  ofrojnë  jo  vetëm  rezultate  në 
parashikimin e prodhimit të biogazit, por edhe për ndryshimin e substratit. 
3.1.4.1  Shkalla e saktësisë dhe vërtetësisë së modelit simulativ 
Rastet  e  vlerësimit  dhe  analizimit  bashkë  me  përllogaritjen  e  diferencave  ndërmjet  të 
dhënave  eksperimentale  dhe  atyre  simulative  të  trajtuara  në  modelit  tonë  i  kemi 
paraqitur në tabelën 2-16. Diferenca minimale dhe maksimale e përftuar nga vlerësimi i 
vlerave të ndryshme të përdorura në simulacion ishte respektivisht 0,3% për rastin (7) 
dhe -12,4% për rastin (2). Impianti industrial (6), i cili kryen fermentimin anaerobik të 
substrateve  të  tilla  si:  mbeturina  të  therëtoreve,  të  ushqimit  apo  edhe  të  mbetjeve  të 
plehut  të  gjedhëve,  arrin  të  prodhojë  deri  10,959  m
3
⋅ditë
-1
  biogaz.  Diferenca  ndërmjet 
vlerës së simulimit tonë dhe atyre reale, është 6,7%. Për rastin (8) nuk kemi arritur të 
gjejmë  vlera  të  përafërta  teorike  nga  asnjë  prej  burimeve  të  literaturës  së  shfrytëzuar, 
prandaj  nuk  kemi  mundur  ti  bëjmë  asnjë  krahasim  ndërmjet  simulimit  dhe 
                                                 
59
 Në përdorimin e përditshëm modelet/matriksat eksperimentale (en. design of experiments (DOE)) paraqesin nga 
ana  statistikore  të  gjitha  të  dhënat  eksperimentale  nën-  apo  jashtë  kontrollit  të  plotë  të  eksperimentuesit,  ku  ka 
ndryshim të vlerave të variabla të marrë në shqyrtim. Në matematikën statistikore kjo terminologji përdoret kryesisht 
për  eksperimentet  e  kontrollueshme.  Në  rastin  tonë  2
3
  nënkupton  modelin  2-faktorial  (shpejtësia  e  përhapjes  së 
reaksionit dhe përbërja e substratit) të 3 vlerave të marra në studim (karbohidratet, proteinat dhe yndyrnat). 
60
  Intervali  i  besueshmërisë  (en.  Confidence  interval  –  CI)  –  ose  i  quajtur  ndryshe  edhe  zona/rrezja  e  vlerave  të 
besueshme, është një interval nga fusha e matematikës statistikore, i cili jep saktësinë e vlerësimit të gjendjes së një 
parametri  (p.sh.  një  vlere  mesatare).  Me  një  vlerë  të  çfarëdoshme  të  përsëritshmërisë,  ky  interval  tregon  vlerën  e 
pozicionit të saktë, brenda të cilit ndodhet parametri i marrë në studim - gjatë përsëritjes së panumërt të eksperimentit 
rastësor. 

84 
eksperimentit. Duke shtuar, do të duhet të theksojmë se rastet e ndryshme, të cilat i kemi 
analizuar, kanë patur vlera të ndryshme të volumit dhe kapaciteteve prodhuese - duke 
filluar  nga  impiantet  laboratorike  dhe  duke  mbaruar  me  impiantet  industriale.  Më  tej 
duhet  të  theksojmë  se,  intensiteti  i  prurjes  së  lëndës  së  parë,  bashkë  me  kohën  e 
aktivizimit hidraulik, janë të ndryshme për çdo rast të studimit. Këto të dhëna na çojnë 
në përfundimin, që modeli është i përdorshëm edhe për raste të tjera. 
 
Figura 3-8: 
Studimi  i  probabilitetit  për  rastet  e  analizuara  në  modelin  simulativ 
(*Shmangia standarte (en. standard deviation –SD)  tregon sesa shmangen apo 
shpërndahen vlerat e matura nga vlera e përllogaritur mesatare). 
Për  të  studiuar  ndryshimet  thelbësore
61
  ndërmjet  rasteve  të  studimit,  të  cilat  siç  e 
theksuam  më  lart,  kryhen  në  kushte  të  ndryshme  në  impiantin  tonë  simulativ,  i  kemi 
analizuar  ato  më  tej  në  rrugë  statistikore.  Për  të  hulumtuar  faktin,  nëse  kemi  patur  të 
bëjmë  me  ndryshime  thelbësore  të  vlerës  së  probabilitetit,  duke  e  marrë  vlerën  e 
intervalit  të  besueshmërisë  95%,  kemi  ndërtuar  një  grafik  me  vlera  të  marra  nga  
eksperimentet  e  shqyrtuara  (fig.  2-20).  Vlera  prej  0,701  e  probabilitetit  të  llogaritur, 
tregoi që, pavarësisht kushteve të ndryshueshme të proceseve të analizuara (ORL, HRT, 
TS,  VS  dhe  substrateve),  nuk  u  dalluan  ndryshime  thelbësore  ndërmjet  simulimeve  të 
kryera në sistemin tonë. 

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling