- 새로운 수치 모델은 고체 스피드 바카라의 미생물 발효로 인한 바이오 가스 생성량을 만듭니다
- 상업용 플랜트의 작동 데이터, 특히 스피드 바카라의 유형 및 양, 온도
- 스피드 바카라 유형이 다른 경우에도 미생물 조성의 작은 변화를 고려하여 예측 모델을 개발했습니다
건조 스피드 바카라 발효 시설의 미생물 조성 및 작동 데이터에 기초하여 바이오 가스 생성에 대한 예측 모델을 개발했습니다
부교수, 하베 히로시 (Habe Hiroshi), 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 스피드 바카라”라고 언급 됨), 환경 기능 활용 연구 그룹의 주요 연구원, Machikawa Kazunori, Kanishiro, Kanishiro, HESATORO, HESTUSTORO, HENSHIRO, HONISHIRO, kanishiro, kanishiro working working a Sato Yuya, Sato Yuya, Sato Yuya 부국장, 하베 히로시 (Habe Hiroshi), 부국장 연구원 Naohisa, Kagawa Prefectural Industrial Technology Center (이하 "Kagawa Industrial Technology Section"), Hasemi Kentaro, 일본의 가장 큰 연구원의 최고 연구원건조 스피드 바카라 발효시설 (3,000 m3) 다양한 스피드 바카라에서Biogas작동 조건 및 장비 내에서 미생물 조성의 변동과 생성 된 바이오 가스의 양 사이의 관계에 대한 분석 결과에 기초하여, 온도와 입력 양과 입력 양 (예측 정확도)의 유형을 고려하여 생성 된 바이오 가스의 양을 정확하게 예측하는 방법r2= 0975)가 개발되었습니다
낮은 수분 함량소프트 스피드 바카라습식 메탄 발효에서 치료하기가 어렵 기 때문에 건조 메탄 발효가 사용됩니다 건조 메탄 발효는 폐수 처리가 필요하지 않다는 이점이 있지만, 예상되는 바이오 가스의 양을 제공하지는 않으며, 현재 상황은 숙련 된 사람들이 제품을 경험적으로 운영하여 다양한 스피드 스피드 바카라의 유형, 양, 혼합 비율 등을 시설 운영 데이터 및 기타 요인에 따라 입력하는 것입니다 또한, 습식 메탄 발효에 대한 이전에보고 된 바이오 가스 생성 예측 모델은 건식 유형에 직접 적용하기가 어렵 기 때문에 건조 메탄 발효에 대한 예측 모델을 개발하는 것이 바람직했다 이 문제를 해결하기 위해 AIST는 다양한 운영 조건을 수행했으며 확립되었습니다Flora (Kinsou)입력 할 스피드 바카라의 유형이 변경되거나 바이오 가스 생성 된 변화의 양이 미생물 조성이 작다는 것을 밝혀 내기 위해 분석되었습니다 미생물 조성의 변화는 생성 된 바이오 가스의 양을 예측하기 어렵게 만드는 불확실성이며, 다양한 미생물 양의 안정성은 생성 된 가스의 양을 예측할 때의 불확실성을 감소시킨다 다음으로 스피드 바카라 입력과 같은 데이터를 사용하여 통계적 방법을 사용합니다다중 회귀 분석를 사용하여 작성되었습니다 이번에 개발 된 예측 모델은 적절한 운영 관리 및 지속 가능한 비즈니스에 기여하여 상업용 공장에서 원하는 양의 에너지를 얻는 데 필요한 스피드 바카라 입력과 같은 운영 조건을 결정할 수 있습니다
이 기술의 세부 사항은 2024 년 5 월 8 일에 제공 될 예정입니다Bioresource Technology"에 게시 잡지
스피드 바카라 처리의 환경 영향을 줄이기위한 기술 도입이 점점 더 중요 해지고 있습니다 현재, 대부분의 가연성 스피드 바카라은 소각되지만, 바이오 가스는 메탄 발효를 통해 유기 스피드 바카라로부터 얻을 수 있으므로 바이오 가스를 회복하고 소각 열을 회복하는 결합 된 방법의 개발은 또한 주목을 끌고있다 그러나 건조 메탄 발효 장비에서 스피드 바카라 분해 및 바이오 가스 생성에 관여하는 미생물 종에 대한 충분한 이해가 없으며, 생성 된 바이오 가스의 양을 정확하게 예측하는 방법은 확립되지 않았다
그림 1 건식 스피드 바카라 발효 시설 (a) 및 실험실-규모 테스트 머신 (b) [Fuji Clean 제공]
스피드 바카라차세대 시퀀서를 사용하여 식물 분석 기술을 사용하여 복잡한 미생물 시스템을 사용한 폐수 처리 장비와 같은 다양한 환경 관련 생물 반응기 및 유해 물질 제거 및 자원 재활용에 관여하는 미생물을 식별했습니다 (AIST : 스피드 바카라 슬러지의 미생물은 신체의 전반적인 수처리,AIST : 바카라 하는 법의 힘을 사용하여 스피드 바카라을 비료로,에볼루션 스피드 바카라 : 헤비메탈 폐수는 쓰레기, 쌀겨 및 에볼루션) 또한 Kagawa Sangyo Sensei는 장비 운영 레코드 및 이미지를 기반으로 기계 학습 및 기타 데이터를 사용하여 분석을 수행했으며 작업 최적화 및 이상 및 이상 탐지와 같은 생산성 향상에 기여하는 연구를 수행했습니다
Fuji Clean은 일본 최초의 수직 건조 스피드 바카라 발효 시설을 도입했으며, 환경 영향을 줄이고 2018 년 6 월에 시연 작업을 시작하는 현지 뿌리 바이오 매스 에너지 시스템을 구축 할 관점 ("일본 최초의 수직 드라이 스피드 바카라 발효 시설 완료 및 데모"Nedo News Release; 그림 1a) 그러나, 다양한 스피드 바카라을 발효시킴으로써 바이오 가스의 목표 양의 작동 및 유지는 숙련 된 사람들의 경험에 기초하여 결정되었다
우리는이 건조 메탄 발효 시설의 다양한 작동 데이터에서 생성 된 바이오 가스의 양에 대한 예측 모델을 구축하기로 결정했습니다 예측 모델을 확인할 때 입력 할 스피드 바카라의 유형과 양을 변경할 수 있고 장치는 장치 내부에 있습니다슬러지의 미생물 종인 경우 미생물 종의 변화에 관한 입력 정보도 크게 다르며, 또한 다양한 유형과 양의 스피드 바카라로 작동 조건 하에서 장치 내에서 식물 군을 분석했습니다
이 개발은 Kagawa Prefecture의 "AI 및 기타 기술을위한 고급 기술을 사용하기위한 R & D 지원 프로젝트"(2020-2021)에 의해 지원됩니다
우리는 마른 메탄 발효 (도 1B)를 위해 실험실-규모의 테스터를 사용하여 종이 스피드 바카라과 일반적인 가연성 스피드 바카라을 주입하고 반응을 완료 한 후 다양한 슬러지를 수집하여 식물상을 분석했습니다 또한, 슬러지는 작동하는 건조 메탄 발효 시설 (도 1A)에서 불규칙적으로 수집하고 유사하게 식물을 분석 하였다 이들 슬러지 샘플을 분석 한 결과, 스피드 바카라 분해에 주로 관여하는 모든 슬러지 샘플은 Clostridium class (Clostridia)로 분류 된 박테리아 그룹이며, 배치되는 스피드 바카라의 유형 또는 반응 기간에 따라 풍부도는 크게 다르지 않는 것으로 밝혀졌다 (도 2) 바이오 가스 생산에도 관여스피드 바카라 박테리아의 유형을 분석했습니다 결과적으로, 이번에는 건식 스피드 바카라 발효 탱크에서, 스피드 바카라올 크레타 (Methanoculleus)에 속하는 거의 한 가지 유형의 메타 노 박테리아가 지배적 인 종이다 (도 2, 빨간 밴드) 스피드 바카라 분해와 관련된 미생물 종의 분석 결과 외에도 미생물 조성에 거의 변화가 없었으므로 나머지 부분으로부터 바이오 가스 생성 금액 예측 모델을 구축 할 때 입력 정보를 고려하지 않기로 결정했습니다
그림 2 건조 스피드 바카라 발효 장비에서 슬러지의 미생물 분석 결과
각 수술 일 동안 테스트 기계는 식물 분석을 위해 슬러지를 수집하고 종이 스피드 바카라을 추가했습니다
다양한 스피드 바카라의 투입량과 생성 된 바이오 가스의 양 사이의 관계를 시각화 할 때 생성 된 바이오 가스가 입력이 0 일 때 (시설에서의 공휴일 일) 일에 0은 아니며 입력이 반드시 입력이 높을 수는 없다는 것이 확인되었습니다 (그림 3A)
그래서, 우리는 2019 년의 실제 시설 운영 데이터를 사용하여 다중 회귀 분석을 사용하여 특정 날 (0 일 전)에서 6 일 전에 스피드 바카라 입력의 양을 사용하여 생성 된 바이오 가스의 양을 예측하는 모델을 만들었습니다예측 정확도의 다양한 지표를 사용하여 평가했습니다 게다가,예측 모델 오류계절적 추세를 제안하면서, 우리는 지역의 평균 온도와 특정 상관 관계가 있음을 발견했습니다 (그림 3B) 따라서 온도 요소를 다중 회귀 분석에 통합하는 "온도 고려 모델"을 만들었고 이전 예측 모델 (r2= 0942) (r2= 0975)
그림 3 스피드 바카라 입력 (a) 및 예측 모델 오류의 계절성과 같은 데이터 특성 (b)
그림 3a의 "액체"스피드 바카라은 주로 수분 함량이 높은 슬러지입니다
그림 3B에 표시된 "오류"는 매주 예측 된 값과 실제 측정 값의 차이를 추가하여 얻은 값입니다 온도는 평균 주당 평균입니다
이런 식으로,이 연구에서, 바이오 가스 생성은 슬러지의 식물이 안정된 후지 클린의 건식 메탄 발효 시설에서 높은 정확도로 예측되었습니다 우리는 일일 스피드 바카라 입력 데이터 만 입력 정보로 사용하고 일반적인 다중 회귀 분석을 통해 바이오 가스 예측 모델을 생성하는이 연구의 간단한 방법을 다른 민간 및 지방 정부가 관리하는 건식 메탄 발효 시설에 적용 할 수 있다고 생각합니다 각 사이트의 실제 상황에 맞게이 방법을 기반으로 모델을 운영하고 관리 할 수 있고 다른 시설에서 원하는 양의 바이오 가스를 얻을 수 있다면 건조 메탄 발효가 미래에 인기를 얻을 수 있기를 바랍니다
습식 메탄 발효에서, 바이오 가스 생성에 대한 다양한 예측 모델이보고되었지만 건조 메탄 발효에는 상업용 식물 작동 데이터를 사용한 예측 방법이 확립되지 않았다 이번에 개발 된 예측 방법이 일본의 건조 메탄 발효 시설에 널리 적용될 수 있는지 여부를 확인하기 위해 스피드 바카라는 다수의 건조 메탄 발효 시설의 슬러지 분석을 수행하고있다 Kagawa Sangyo Senior Technology는 또한이 예측 모델을 사용하는 시스템을 개발할 것입니다
이러한 노력으로 인해 노동 부족과 업무 스타일 개혁의 배경에도 불구하고 미숙련 사람들이 운영하고 유지할 수있는 운영 및 유지 보수가 가능할 것으로 예상됩니다 Fuji Clean은 이미 작동중인 실제 장비에 예측 모델을 적용 할 것이며 예측 된 바이오 가스 및 에너지에 따라 고효율 시설 운영을 실현할 것입니다
게시 된 잡지 :Bioresource Technology
종이 제목 : 시정촌 고형 스피드 바카라의 본격적인 호 열성 건조 메탄 발효에서 미생물 안정성 평가 및 바이오 가스 생산 예측
저자 : Yuya Sato, Kentaro Hasemi, Kazunori Machikawa, Hisato Kinjo, Naohisa Yashiro, Yosuke Iimura, Hiroshi Aoki, Hiroshi Habe
doi :https : //doiorg/101016/jbiortech2024130766