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


Download 5.04 Kb.

bet9/11
Sana10.01.2019
Hajmi5.04 Kb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Adsorpim me 
ndarje presioni 
Larje me ujë 
nën presion 
Adsorpimi 
me selexol 
Larja me 
amina 
Ndarja me 
membrana 
Nevoja e një 
pastrimi paraprak 
Po 
Jo 
Po 
Po 
Po 
Presioni produktiv 
[bar] 
5-14 
7-15 
20-30 
1-1,5 
25-40 (*) 
Përmbajtja e metanit 
në gazin e pastruar 
[Vol.%] 
> 96 
> 97 
> 96 
> 99 
> 88 (> 96*) 
Humbje të metanit 
[%] 
< 3 
< 2 
< 6,5 
< 0,1 
< 1,5 
Nevojat për energji 
elektrike [kWh/Nm
3
 
gaz të papastruar] 
0,22 
0,30 
0,30 
< 0,15 
< 1,5 
Nevoja për nxehtësi 
apo niveli i 
temperaturës 
Jo 
Jo 
200-350 
110-160 
Jo 
(* metodë e membranave të lagura)
 
 
 
 

66 
3. Modelimi dhe simulimi i fermentimit anaerob me Aspen Plus® v8.6 
Simulimi i proceseve përmes programeve kompjuterike në industrinë kimike është një 
metodë,  e  cila  kursen  jo  vetëm  eksperimentet  e  shumta,  por  edhe  përllogarit  kostot  e 
përgjithshme  të  prodhimit.  Përdorimi  i  këtyre  programeve  është  një  praktikë,  e  cila 
vlerësohet dhe zbatohet me rigorizitet jo vetëm nga institutet shkencore, por edhe nga 
prodhuesit teknologjikë. 
Në mungesë të një impianti eksperimental për prodhimin e biogazit përmes fermentimit 
anaerob (en. Anaerobic Digestion Model - ADM), si dhe për të kursyer koston e lartë të 
ndërtimit të tij, do të përdorim programin komputerik të firmës AspenTech. Në lidhje 
me  këtë  program,  i  cili  na  mundëson:  ndërtimin  e  një  skeme  prodhimi,  simulimin  e 
reaksioneve dhe përllogaritjen e kostove të përgjithshme të prodhimit dhe shfrytëzimit, 
do të flasim më shumë në nënkapitullin 2.3.2. 
Në  modelin  tonë  kemi  simuluar  më  shume  se  46  reaksione,  të  cilat  përmbledhin 
neutralizimin,  shpejtësinë  kinetike,  pH,  fazën  e  amonizimit,  volumin,  shpejtësinë  e 
ngarkimit  të  reaktorit  dhe  atë  të  njomëzimit.  Reaksionet  e  hidrolizës  varen  nga 
shpejtësia  e  përhapjes  së  tyre  në  impiant,  ndërkohë  që  etapa  e  acidifikimit, 
acetonifikimit dhe reaksionet e metanogjenezës varen nga kinetika e reaksionit. Vlera e 
saktësisë  së  modelit  tonë  simulativ  është  kontrolluar  herë  pas  here  me  laboratore 
universitare apo industriale, të cilat simulojnë apo prodhojnë biogazin përmes metodës 
së  fermentimit  anaerob.  Vlera  e  saktësisë  së  procesit  pas  analizës  statistikore  u 
përllogarit të jetë afro 0,701 dhe tregoi që nuk ka ndonjë ndryshim të theksuar ndërmjet 
vlerësimit  të  herëpashershëm  (diskret)  dhe  kushteve  të  procesit.  Analiza  saktësore  e 
përllogaritur  në  vlerën  ±10%  është  5.285%  më  e  lartë  sesa  vlera  eksperimentale  dhe 
ndryshon në varësi të përbërjes së substratit dhe shpejtësisë së përhapjes së reaksionit. 
3.1.1  Modelimi i lëvizjes së lëndëve dhe rrymave energjitike 
Për të kryer modelimin e sistemeve të prodhimit dhe materialeve të duhura do të duhen 
njohuri  nga  fusha  inxhinierike  dhe  ajo  e  planifikimit  ekonomik  të  sipërmarrjeve.  Në 
aspektin  ekonomik  janë  të  njohura  modelet  analitike  të  aktiviteteve  të  furnizimit  me 
lëndë  të  parë,  modelet  hyrje-/dalje  si  dhe  një  numër  i  konsiderueshëm  funksionesh  të 
prodhimit.  Për  modelimin  dhe  projektimin  e  lëvizjes  së  lëndëve  dhe  rrymave  të 
energjisë  mundësitë  janë  të  kufizuara  (Rentz,  1979),  (Penkuhn,  1997),  (Spengler, 
Püchert, Pehnkuhn, & Rentz, 1997). 
Në  projektimin  e  proceseve  teknologjike  duke  marrë  parasysh  varësitë  jolineare 
ndërmjet  sasive  të  lëndëve  dhe  parametrave  teknologjikë  (si  temperaturë  dhe  presion) 
do të duhet të përdoren njohuri dhe metoda inxhinierike. Fröhling (2005) i klasifikon ato 
në  bilance  të  lëndëve  dhe  energjive,  analiza  analitike  të  sasisë  së  prodhuar,  si  dhe 
simulime apo modelime të skemës teknologjike. 
Përparësia e simulimeve apo modelimeve të skemës teknologjike konsiston në sigurimin 
dhe realizimin e modeleve të shumta për etapa dhe procese të ndryshme të një impianti 
teknologjik. Bashkë me listat e lëndëve përkatëse, që mundësohen përmes paketave të 
programeve  kompjuterike  ato  eleminojnë  përshkrimin  e  detajuar  të  etapave  dhe 
funksioneve  teknologjike,  si  dhe  lehtësojnë  mundësinë  e  marrjes  së  informacioneve 
teknologjike të proceseve në shqyrtim. 

67 
Shumë  procese  të  biomasës  nuk  janë  realizuar  në  përmasa  industriale,  kështu  që  të 
dhënat  e  proceseve  teknologjike  mbi  bilancet  e  masave,  energjive,  koefiçentëve  të 
shpërndarjes  ose  analizave  të  raporteve  të  prodhimit  me  pakicë  dhe  shumicë  nuk 
eksistojnë  akoma.  Rrjedhimisht  nga  ky  kontekst  skema  e  simulimit  të  proceseve 
teknologjike  paraqet  një  instrument  shumë  premtues  për  modelimin  e  lëndëve  dhe 
rrymave  energjitike  (Kerdoncuff,  2008),  (Hamelinck,  Faaij,  Uil,  &  Boerrigter,  2004). 
Prandaj në këtë studim do të përdoren programe modelimi dhe simulimit teknologjik me 
qëllim  për  të  analizuar  përfundimet  dhe  përshkrimet  teknologjike  të  një  rrjeti 
shfrytëzimi  të  biomasës.  Në  pjesën  e  mëposhtme  do  të  japim  edhe  bazat  e  kësaj 
metodologjie.  
3.1.2  Skema e modelimit dhe simulimit teknologjik 
Simulimi i proceseve teknologjike përmes instrumentave të simulimit dhe modelimit do 
të  realizohet  në  të  gjitha  fazat  e  ciklit  teknologjik  në  impiant,  pra  në  zhvillimin 
teknologjik, projektimin-/ përcaktimin dhe optimizimin e proceseve dhe kapaciteteve të 
tij  (lexo:  Lohe  dhe  Futterer  (Stationäre  Flowsheet-Simulation,  1995)).  Për  shumë 
probleme shkencore, sidomos për ato të zhvillimit teknologjik, të dhënat për ndërtimin 
dinamik  të  proceseve  teknologjike  nuk  eksistojnë,  por  për  të  ashtuquajturat  modele 
stacionare (statike) ato janë të mjaftueshme. Ngaqë varësitë kohore nuk mund të merren 
parasysh, modelimi dhe përllogaritjet bëhen shumë më të thjeshta. 
Skema  e  simulimit/modelimit  është  paraqitja  grafike  e  ndërtimit,  zhvillimit  dhe 
funksionimit të impianteve teknologjike (DIN ISO 10628:2000). Në varësi të detajeve të 
dëshiruara  kemi  të  bëjmë  me  skema/  -themelore,  -teknologjike  si  dhe  me  skema/  -të 
tubacioneve,  -instrumentave.    Skema  e  simulimit  shërben  për  të  paraqitur  në  mënyrë 
grafike  një  proces,  duke  treguar  operacionet  themelore  për  pjesët  e  ndryshme  të 
impiantit,  të  cilat  lidhen  përmes  rrymave  të  lëndëve  dhe  energjisë.  Duke  llogaritur 
bilancet e masës dhe energjisë mundësohet llogaritja e masës dhe raporteve të rrymave 
produktive si për shembull presioni dhe temperatura (Lohe & Futterer, 1995).  
Në lidhje me principin, që përmes programeve të projektimit dhe modelimit të kryhen 
përllogaritje,  dallojmë  llogaritjet  modulare  sekuenciale  të  operacioneve  bazë  sipas 
renditjes së tyre në skemë, si dhe llogaritje të njëkohëshme të të gjitha etapave përmes 
kalimit  të  të  gjithë  elementeve  në  sistemin  e  barazimit  (lexo:  Lohe  dhe  Futterer 
(Stationäre Flowsheet-Simulation, 1995)).  
Për  përdorimin  e  skemave  simulative  për  karakterizimin  e  proceseve  të  biomasës  në 
etapat  e  zhvillimit  do  të  praktikohen  simulacionet  sekuenciale  modulare  (Hamelinck, 
Faaij, Uil, & Boerrigter, 2004), (Kerdoncuff, 2008). Përllogaritja sekuenciale modulare 
e elementëve të veçantë bazë ka përparësi në modelim, pasi ka simulime të kuptueshme, 
gjetje gabimesh si dhe mundësi për shtimin e modeleve (Lohe & Futterer, 1995). Duke e 
krahasuar me përllogaritjet simultane, kemi mangësi në rastin e rrymave të kundërta dhe 
riciklimeve ndërmjet operacioneve bazë, pasi ato duhen përsëritur shpesh herë.  
Struktura  e  programeve  projektuese  dhe  simulative  është  paraqitur  në  fig.  3-1. 
Komandimi i të gjithë rrjedhës së një simulacioni në skicë realizohet përmes programit 
kryesor.  Përmes  tij  merren  njëri  pas  tjetrit  edhe  modelet  për  llogaritjen  e  funksioneve 
bazë, të cilat lidhen në mënyrë të ndërsjelltë me të dhënat e lëndëve, përzierjeve apo me 
ato  të  modeleve  termodinamike.  Modele  të  tjera  mundësojnë  llogaritjen  e  rrymave  të 

68 
kundërta si dhe specifikimeve të tjera të paraqitjes së përgjithshme. Në këtë rast kemi të 
bëjmë  me  vlera  të  caktuara  të  disa  parametrave  (p.sh.:  presioni),  të  cilat  përmes 
ndryshimit të vlerave të parametrave të njohur në hyrje, mund të përcaktohen në mënyrë 
të  njëpasnjëshme.  Përveç  këtyre  kemi  edhe  module  të  vlerësimit  ekonomik  apo  të 
optimizimit  të  sistemeve.  Për  zgjidhjen  e  barazimeve  lineare  dhe  jo-lineare,  të  cilat 
ndeshen në module të veçanta, do të përdoren nën-programe të tjera numerike. 
 
Figura 3-1: 
Struktura  e  programeve  sekuenciele  të  modelimit  dhe  projektimit  (modifikuar 
sipas (Lohe & Futterer, 1995)) 
Në tregun e programeve janë të njohura një mori firmash të specializuara në fushën e 
programimit të programeve kompjuterike, të cilat zhvillojnë dhe programojnë programe 
të  skemave  dhe  modelimeve  teknologjike.  Për  kryerjen  e  simulacioneve  dhe 
optimizimin e proceseve teknologjike në studimin tonë do të përdoret programi ASPEN 
Plus®,  i  cili  është  një  ndër  programet  më  të  përdorura  në  fushat  e  projektimeve, 
modelimeve  dhe  simulacioneve  të  proceseve  teknologjike.  Aspen  Plus®  bazohet  në 
përpunimin  modular  të  modeleve  të  simulacionit  dhe  mundëson  simulacione  të 
stacionuara teknologjike të proceseve të ndarjes apo shndërrimeve të lëndëve organike 
nën një rrymë të vazhdueshme të furnizimit me lëndë të parë dhe energji. Ai përdoret 
për të përllogaritur procese dhe impiante kimike, petrokimike, biokimike dhe ekuilibra 
termodinamikë. Fusha kryesore e përdorimit të tij është analizimi i proceseve të ndarjes, 
llogaritjes së ekuilibrave si dhe teknikat kimike të reaksioneve. Ky program ofron një 
numër të konsiderueshëm modelesh standarte teknologjike. Gjithashtu ai ofron edhe një 
bibliotekë  të  madhe  të  modeleve  përllogaritëse  të  lëndëve  organike  bashkë  me 
parametrat e duhur të projektimit të modelit. 
ASPEN Plus® është pjesë e një pakete programesh e firmës ASPENTECH dhe mbulon 
të gjitha fushat e teknologjisë si: 
•  Simulim procesesh 

69 
•  Hartim dhe aplikim modelesh 
•  Vendosje aparaturash  
•  Llogaritje shpenzimesh / zhvillimin ekonomik 
Po ashtu ASPEN Plus® ofron zgjidhje në fushat e kontrollit të proceseve, planifikimin, 
furnizimin dhe shpërndarjen bashkë me manaxhimin e prodhimit. 
Përparësitë e ASPEN Plus® janë: 
•  është program intuitiv grafik, 
•  mundëson modelimin/projektimin efektiv të proceseve, vendosjen e aparaturave 
dhe përllogaritjen përmes moduleve plotësuese dhe integrimin e programeve të 
tjera, 
•  ka një mundësi të madhe përzgjedhjesh të modeleve nga operacionet themelore 
teknologjike, 
•  ka  mundësi  të  pakufizuara  të  përllogaritjes  së  lëndëve  organike  (modele, 
database,  parashikime,  regresione)  për  systeme  konvensionale  kimike,  systeme 
elektrolite, lëndë të ngurta dhe polimere, 
•  ka opsione për orientimin dhe krahasimin e zgjidhjeve të problemeve. 
Në  bibliotekë  të  ASPEN  Plus®  janë  të  memorizuara  më  shumë  se  60  operacione 
teknologjike  bazë.  Në  tabelën  3-1  janë  paraqitur  disa  nga  pjesët  më  kryesore 
teknologjike,  të  cilat  përdoren  gjatë  modelimit  të  teknologjive  të  ndryshme  për 
prodhimin e lëndëve djegëse sintetike BtL
51 
bashkë me simbolet e tyre. 
 
Tabela 3-1:  Disa nga pjesët teknologjike dhe simbolet e tyre në ASPEN Plus® (modifikuar 
sipas Hähre, 2000) 
Emri 
Simboli 
Pjesa teknologjike 
Përshkrimi 
Modele të Black-Box 
MIXER 
 
Përziers/bashkues i 
lëndëve/rrymave 
energjitike 
Bashkues i rrymave të lëndëve (energjive) 
dhe llogaritës i sasisë së përzierjes në dalje 
(Outputs) 
FSPLIT 
 
Ndarës i rrymave të 
lëndëve/energjive  
Ndarës i rrymave të lëndëve (energjive); 
Rrymat dalëse kanë përbërjen dhe veti të tjera 
të rrymave hyrëse 
SEP/SEP2 
 
Degëzues i 
lëndëve/energjive 
(në varësi të komponentëve përbërës) 
Degëzues i një mori lëndësh/energjish në dy 
apo më shumë rryma dalëse 
Përllogaritës të transmetimit të energjisë 
HEATER 
 
Agregat 
ngrohës/ftohës 
Përçues i nxehtësisë nga njëra tek tjetra rrymë 
lëndë; përllogaritës i vlerës dalëse  
                                                 
51
 Lëndët djegëse sintetike BtL (en. Biomass tLiquid; gjer. Biomasseverflüssigung) nxirren përmes përpunimit te 
biomasës.  

70 
HEATX 
 
Transmetues nxehtësie 
Përllogaritës i këmbimit të energjisë ndërmjet 
dy  rrymave  (transmetues  i  nxehtësisë  për 
rryma të njëjta dhe të kundërta, tufë tubash) 
Ndarës termik i proceseve 
FLASH 
 
Zbutës/amortizues 
avujsh 
Përllogarit  varësinë  ndërmjet  fazës  së 
lëngshme dhe asaj të gaztë dhe përmbajtjen e 
tyre në ekuilibër 
Modele semi-empirike inxhinierike-shkencore 
ESP 
 
Ndarës gazi/lënde të 
ngurtë 
Përafrues i vlerës së barazimit në paraqitjen e 
agregateve gjatë procesit të ndarjes së lëndëve 
të  ngurta  nga  gazet  (filtra  sintetik,  injektorë 
Venturi52, filtra elektrik, … apo ciklone) 
Ciklone 
 
Turbinë/ 
Kompresor 
 
Turbinë/ 
Kompresor 
Përafrues i vlerës së barazimit në paraqitjen e 
agregatëve për konvertimin e energjisë 
Agregatë për realizimin e proceseve të ndarjes materiale (Reaktorë) 
RSTOIC 
 
Reaktor stekiometrik
53
 
Përllogarit  të  dhënat  e  barazimit  stekiometrik 
të  reaksioneve  në  seri  dhe  paralel,  si  dhe 
shkallën  e  zbatimit  të  tyre,  duke  mos  marrë 
parasysh kinetikën e reaksionit 
RGIBBS 
 
Reaktor ekuilibrues 
kimik 
Përllogarit  përmbajtjen  e  përzierjes  së 
reaksionit  në  ekuilibër  në  kushte  të  dhëna 
termodinamike 
përmes 
minimizimit 
të 
entalpisë  së  lirë  ∆G  (en.  Gibbs  energy)  të 
pjesëmarrësve të reaksionit 
Pjesë të tjera 
Pompë 
 
Pompë 
Përllogarit energjinë e nevojshme në varësi të 
rrymës së lëndës 
Pjesë të tjera, të cilat mund të përcaktohen në mënyrë të lirë 
USER 
 
Pjesë që mund të 
përcaktohen nga 
përdoruesi 
Përshkrim  përmes  një  programi  matematik  i 
një pjese të lirë teknologjike  
ASPEN Plus® është një program-diagram (en. Flowsheeting Program), i cili përdoret 
për simulimin e proceseve teknologjike. Hapi i parë për paraqitjen e rrymave të lëndëve 
dhe  energjive  është  përcaktimi  i  një  liste  komponentësh,  të  cilët  përmbajnë  të  gjithë 
morinë  e  elementëve  kimikë  bashkë  me  lidhjet  e  tyre  të  mundshme.  Rrymat  apo 
drejtimet e rrymave paraqiten me anë të vektorëve, të cilët përmbajnë masën ose numrin 
                                                 
52
 Injektorët/tubat-Venturi u shpikën nga Giovanni Battista Venturi dhe përbëhen nga një tub me mure të brendshme 
të lëmuara, të cilat kanë një ngushtim gradual të diametrit p.sh. përmes dy pjesëve konike, të cilat i drejtohen njëra-
tjetrës. Në pikën me diametër më të vogël të tubit instalohet edhe tubi i shkarkimit. 
53
  Stekiometria  (en.  Stoichiometry)  është  një  degë  e  kimisë,  e  cila  merret  me  lidhjen  sasiore  të  reaktantëve  dhe 
produkteve të tyre gjatë reaksioneve kimike. Me ndihmën e saj përcaktohen varësitë e sasive (barazimi i reaksionit) 
dhe sasia e reaktantëve. 

71 
e moleve të secilit komponent. Temperatura dhe presioni si dhe masat bashkë me sasitë 
molare të elementëve hyrës, jepen që në fillim. Këto rryma shërbejnë si elementë hyrës 
për  të  ashtuquajturat  procese  bazë  (en.  Unit  Operations),  me  anë  të  të  cilave 
përllogariten rrymat dalëse. 
3.1.3  Metoda dhe materialet e përdorura 
Modeli i simulimit të procesit të fermentimit anaerob e ndan prodhimin e biogazit në dy 
grupe të reaksioneve: (a) reaksionet e hidrolizës - varen nga shpejtësia e përhapjes së 
reaksionit,  e  cila  tregon  shkallën  prej  0,0–1,0  të  shndërrimit  të  reaktantit  në  produkt 
përfundimtar  (tab.  3-2).  Duke  qenë  se  hidroliza  është  një  prej  etapave  me  shpejtësi  të 
kufizuar  të  fermentimit  anaerob,  përshkrimit  të  saj  përmes  modelit  simulativ  këtej  e 
tutje do ti shtohet edhe një radhë reaksionesh, me anë të të cilave do të studiojmë efektin 
e përpunimit paraprak dhe rritjen e eficiencës së hidrolizës në substrate të ndryshme. 
Grupimi i dytë i reaksioneve (b) përmbledh reaksionet e etapave të tjera të acidifikimit, 
acetonifikimit  dhe  reaksionet  e  metanogjenezës.  Këto  të  gjitha  gjatë  fermentimit 
anaerob varen nga kinetika e reaksionit. 
Bllok-diagrama  e  të  gjithë  simulacionit  është  paraqitur  në  figurën  3-2.  Konstantet 
kinetike  të  reaksionit  janë  marrë  nga  modelet  e  mëpërpashme  të  fermentimit  anaerob 
ADM 1 dhe atij të përgjithshëm të krijuara nga Angelidaki, I. et al. (2000) dhe Batstone, 
D.J.  et  al.  (2002).  Reaksionet  e  tjera  nga  ADM  1,  të  cilat  nuk  janë  kryer  nga  ana 
stekiometrike, do të balancohen në modelin tonë simulativ. 
Në ekuacionet e hidrolizës (a) marrin pjesë karbohidratet, proteinat dhe yndyrnat (tab. 
3-3). Karbohidratet janë të shpërndara tek celuloza, niseshteja dhe hemiceluloza. Shtimi 
i proteinave në reaksion varet sipas tretshmërisë dhe patretshmërisë së tyre. Gjithashtu 
në simulim do të shtojmë edhe yndyrna (tripalmate, triolein, palmito-olein dhe palmito-
linolein). 
Tabela 3-2:  Lista e reaksioneve të hidrolizës (a) dhe varësisë së reaksionit në simulacion 
Nr. Komponentit 
Reaksioni i hidrolizës 
Shpejt. e reaks. 
1. Amidon 
(C
6
H
12
O
6
)
n
 + H
2
O  n C
6
H
12
O
6
 
0,6±0.2 
2. Celulozë 
(C
6
H
12
O
6
)
n
 + H
2
O   n C
6
H
12
O
6
 
0,4±0.1 
3. Hemicelulozë 
C
5
H
8
O
4
 + H
2
O   2.5 C
2
H
4
O
2
 
0,5±0.2 
4. Hemicelulozë 
C
5
H
8
O
4
 + H
2
O   C
5
H
10
O
5
 
0,6±0.0 
5. Xylozë 
C
5
H
10
O
5
   C
5
H
4
O
2
 + 3 H
2

0,6±0.0 
6. Celulozë 
C
6
H
12
O

+ H
2
O   2 C
2
H
6
O+ 2 CO
2
 
0,4±0.1 
7. Etanol 
2 C
2
H
6
O + CO
2
   2 C
2
H
4
O
2
 + CH
4
 
0,6±0.1 
8. Proteinë 
 e zbërthyer 
C
13
H
25
O
7
N
3
S + 6 H
2
O   6.5 CO
2
 + 6.5 CH

+ 3 H
3
N +H
2

0,5±0.2 
9. Proteinë e 
pazbërthyer 
I.P + 0.3337 H
2
O   0.045 C
6
H
14
N
4
O
2
+ 0.048 C
4
H
7
NO
4
 + 
0.047 C
4
H
9
NO
3
 + 0.172 C
3
H
7
NO
3
 + 0.074 C
5
H
9
NO
4
 + 0.111 
C
5
H
9
NO
2
+ 0.25 C
2
H
5
NO
2
 + 0.047 C
3
H
7
NO
2
 + 0.067 
C
3
H
6
NO
2
S + 0.074 
C
5
H
11
NO
2
 + 0.07 C
6
H
13
NO
2
 + 0.046 C
6
H
13
NO
2
+ 0.036 
C
9
H
11
NO
2
 
0,6±0.1 
10. Trioleinë 
C
57
H
104
O
6
 +3 H
2
O C
3
H
8
O
3
+3 C
18
H
34
O
2
 
0,5±0.2 
11. Tripalmate 
C
51
H
98
O
6
 + 8.436 H
2
O   4 C
3
H
8
O
3
 + 2.43 C
16
H
34

0,5±0.3 

72 
12. Palmito-olein 
C
37
H
70
O
5
 + 4.1 H
2
O   2.1 C
3
H
8
O
3
 + 0.9 C
16
H
34
O + 0.9 
C18H34O2 
0,6±0.2 
13. Palmito-
linolein 
C
37
H
68
O
5
 + 4.3 H
2
O   2.2 C
3
H
8
O
3
 + 0.9 C
16
H
34
O + 0.9 
C
18
H
32
O
2
 
0,6±0.2 
Për  të  përllogaritur  kinetikën  e  reaksioneve  nga  grupimi  i  dytë  (b)  do  të  shtohen  një 
mori  nën-reaksionesh.  Për  secilën  nga  këto  nën-reaksione  do  të  programojmë  nga  një 
skrip në gjuhën FORTRAN, përmes së cilit do të përllogarisim shpejtësinë e reaksionit 
në  fazat  e  acidogjenezës,  acetogjenezës  si  dhe  të  metanogjenezës.  Për  glicerolin, 
aminoacidet,  sheqerërat,  acidin-/valeric,  -butirik,  -propinik,  -palmitik,  -oleik  dhe  –
linoleik  bashkë  me  metanogjenezën  dhe  reaksionet  e  përdorimin  të  hidrogjenit  do  të 
përdoren  10  skripte  të  programuara  apo  blloqe  të  ndryshme  “përllogaritëse”  (shiko 
skriptin për fermentimin e aminoacideve në fig. 3-3). 
Tabela 3-3:  Lista e reaksioneve amino-acide, acidogjeneze, acetogjenike dhe metanogjeneze 
bashkë me konstanten e shpejtësisë kinetike të përfshirë në simulacion 
Nr. Komponentit  Reaksioni kimik 
Shpejt. e reaks.
 
 
Reaksione të shpërbërjes së amino-acideve 
1. Glycinë 
C
2
H
5
NO
2
 + H
2
   C
2
H
4
O
2
 + H
3

1,28 10
-
02 
2. Threoninë 
C
4
H
9
NO
3
 + H
2
   C
2
H
4
O
2
 + 0.5 C
4
H
8
O

+ H
3

1,28 10
-
02
 
3. Histidinë 
C
6
H
8
N
3
O
2
+ 4 H
2
O + 0.5 H
2
   CH
3
NO + C
2
H
4
O
2
 + 0.5 
C
4
H
8
O
2
 + 2 H
3
N + CO
2
  
1,28 10
-
02
 
4. Argininë 
C
6
H
14
N
4
O + 3 H
2
O + H
2
   0.5 C
2
H
4
O
2
+ 0.5 C
3
H
6
O

+ 0.5 
C
5
H
10
O
2
 + 4 H
3
N + CO
2
 
1,28 10
-
02
 
5. Prolinë 
C
5
H
9
NO
2
 + H
2
O + H
2
   0.5 C
2
H
4
O+ 0.5 C
3
H
6
O

+ 0.5 
C
5
H
10
O
2
 + H
3

1,28 10
-
02
 
6. Methioninë 
C
5
H
11
NO
2
S + 2 H
2
O   C
3
H
6
O
2
 + CO
2
 + H
3
N + H
2
 + 
CH
4

1,28 10
-
02
 
7. Serinë 
C
3
H
7
NO
3
 + H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
 + H
2
 
1,28 10
-
02
 
8. Threoninë 
C
4
H
9
NO
3
 + H
2
O   C
3
H
6
O
2
 + H
3
N + H
2
 + CO
2
 
1,28 10
-
02
 
9. Acid aspartik 
C
4
H
7
NO

+ 2 H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + 2 CO
2
 + 2 H
2
 
1,28 10
-
02
 
10. Acid glutamik  C
5
H
9
NO
4
 + H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ 0.5 C
4
H
8
O
2
 + H
3
N + CO
2
 
1,28 10
-
02
 
11. Acid glutamik  C
5
H
9
NO
4
 + 2 H
2
O   2 C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
 + H
2
 
1,28 10
-
02
 
12. Histidinë 
C
6
H
8
N
3
O

+ 5 H
2
O   CH
3
NO + 2 C
2
H
4
O
2
+ 2 H
3
N + CO

+ 0.5 H
2
 
1,28 10
-
02
 
13. Argininë 
C
6
H
14
N
4
O
2
 + 6 H
2
O   2 C
2
H
4
O
2
+ 4 H
3
N + 2 CO
2
 + 3 H
2
 
1,28 10
-
02
 
14. Lysinë 
C
6
H
14
N
2
O
2
 + 2 H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ C
4
H
8
O
2
 + 2 H
3

1,28 10
-
02
 
15. Leucinë 
C
6
H
13
NO
2
 + 2 H
2
O   C
5
H
10
O
2
 + H
3
N + CO

+ 2 H
2
 
1,28 10
-
02
 
16. Isoleucinë 
C
6
H
13
NO
2
 + 2 H
2
O   C
5
H
10
O
2
 + H
3
N + CO
2
 + 2 H
2
 
1,28 10
-
02
 
17. Valinë 
C
5
H
11
NO
2
 + 2 H
2
O   C
4
H
8
O

+ H
3
N + CO
2
 + 2 H
2
 
1,28 10
-
02
 

73 
18. Phenyalaninë 
C
9
H
11
NO
2
 + 2 H
2
O   C
6
H
6
 + C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
 + H
2
 
1,28 10
-
02
 
19. Tyrosinë 
C
9
H
11
NO
3
 + 2 H
2
O   C
6
H
6
O + C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
+H
2
 
1,28 10
-
02
 
20. Typtophan 
C
11
H
12
N
2
O
2
 + 2 H
2
O   C
8
H
7
N + C
2
H
4
O
2
+ H
3
N+CO
2
+H
2
  1,28 10
-
02
 
21. Glycinë 
C
2
H
5
NO
2
 + 0.5 H
2
O   0.75 C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + 0.5 CO
2
 
1,28 10
-
02
 
22. Alaninë 
C
3
H
7
NO
2
 + 2 H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
 + 2 H
2
 
1,28 10
-
02
 
23. Cysteinë 
C
3
H
6
NO
2
S + 2 H
2
O   C
2
H
4
O
2
+ H
3
N + CO
2
 + 0.5 H
2
 + 
H
2

1,28 10
-
02
 
 
Reaksione acidogjenike 
 
24. Dextrosë 
C
6
H
12
O
6
 + 0.1115 H
3
N   0.1115 C
5
H
7
NO
2
 + 0.744 
C
2
H
4
O
2
 + 0.5 C
3
H
6
O
2
 + 0.4409 C
4
H
8
O
2
 + 0.6909 
CO
2
 + 1.0254 H
2

9,54 10
-
03
 
25. Glycerol 
C
3
H
8
O
3
 + 0.4071 H
3
N + 0.0291 CO
2
 + 0.0005 H
2
   
0.04071 C
5
H
7
NO
2
 + 0.94185 C
3
H
6
O
2
 + 
1.09308 H
2

1,01 10
-
02
 
 
 
 
 
Reaksione acidogjenike 
 
26. Acidi oleik 
C
18
H
34
O
2
 + 15.2396 H
2
O + 0.2501 CO
2
 + 0.1701 H
3
N   
0.1701 C
5
H
7
NO
2
 + 8.6998 C
2
H
4
O
2
 + 
14.4978 H
2
 
3,64 10
-
12
 
27. Acidi 
propionik 
C
3
H
6
O
2
 + 0.06198 H
3
N + 0.314336 H
2
O   0.06198 
C
5
H
7
NO
2
 + 0.9345 C
2
H
4
O
2
+ 0.660412 CH
4
 + 
0.160688 CO
2
 + 0.00055 H

 
1,95 10
-
07
 
28. Acidi iso- 
butirik 
C
4
H
8
O
2
 + 0.0653 H
3
N + 0.8038 H
2
O + 0.0006 H
2
 + 0.5543 
CO
2
   0.0653 C
5
H
7
NO
2
 + 1.8909 C
2
H
4
O
2
 
+ 0.446 CH
4
 
5,88 10
-
06
 
29. Acidi  
isovalerik 
C
5
H
10
O
2
 + 0.0653 H
3
N + 0.5543 CO

+ 0.8044 H
2
O   
0.0653 C
5
H
7
NO
2
 + 0.8912 C
2
H
4
O
2
 + C
3
H
6
O
2
 
+ 0.4454 CH4 + 0.0006 H2 
3,01 10
-
08
 
30. Acidi linoleik 
C18H32O2 + 15.356 H2O + 0.482 CO2 + 0.1701 H3N   
0.1701 C5H7NO2 + 9.02 C2H4O2+ 10.0723 
H2 
3,64 10
-
12
 
31. Acidi palmitik  C16H34O + 15.253 H2O+ 0.482 CO2 + 0.1701 H3N   
0.1701 C5H7NO2 + 8.4402 C2H4O2+ 14.9748 H2 
3,64 10
-
12
 
 
Reaksionet e metanogjenezës 
 
32. Acidi acetic 
C
2
H
4
O
2
 + 0.022 H
3
N   0.022 C
5
H
7
NO
2
 + 0.945 CH
4
 + 
0.066 H
2
O + 0.945 CO
2
 
2,39 10
-
03
 
33. Hidrogjen 
14.4976 H
2
 + 3.8334 CO
2
 + 0.0836 H
3
N   0.0836 
C
5
H
7
NO
2
 + 3.4154 CH
4
 + 7.4996 H
2

2,39 10
-
03
 

74 
 
Figura 3-2: 
Bllok-diagrama  e  simulimit  të  fermentimit  anaerob.  Realizuar  me  programin 
Aspen PLUS® v. 8.6 
Vlerat  e  përfituara  bazohen  në  përllogaritjen  e  kinetikës  së  reaksionit  të  produktit 
përfundimtar  të  dalë  nga  grupi  i  reaksioneve  (a)  me  pjesëmarrësit  e  grupit  të  dytë  të 
reaksioneve (b). Rezultatet e arritura përmes procesit të simulimit do të përmblidhen në 
një tabelë bashkë me masën dhe bilancin energjitik, nga ku mund të përllogaritet sasia e 
biogazit të prodhuar. 

75 
 
Figura 3-3: Skripti i simulimit të fermentimit anaerobik të aminoacideve në FORTRAN 
Faktorët  frenues  të  reaksionit,  si  vlera  e  pH-shit,  temperaturës  dhe  përqendrimi  i 
amoniakut  në  çdo  bllok-përllogartitës,  janë  fiksuar  si  nyje  llogjike.  Për  çdo  vlerë  të 
lëndës  së  parë  (të  freskët  apo  të  ricikluar),  blloku-përllogaritës  llogarit  shpejtësinë  e 
reaksionit, si dhe më tej varësinë me kushtet reale. Përveç kësaj, parametrat e procesit, 
si shpejtësia e ngarkimit të lëndës organike (en. Organic Loading Rate - ORL), volumi i 

76 
reaktorit, si dhe koha- e aktivizimit, -qendrimit apo -përzierjes hidraulike në reaktor (en. 
Hydraulic  Retention  Time  -  HRT)  kushtëzohen  nga  modeli  i  përgjithshëm  dhe  janë 
shumë të rëndësishëm në prodhimin e biogazit. 

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