Compostatge
Un Model basat en l'Individu per estudiar el procés de compostatge
El compostatge es defineix com "la descomposició biològica i l'estabilització de substrats orgànics en condicions que permetin el desenvolupament de temperatures termòfiles com a resultat de la calor produït biològicament, amb un producte final prou estable per a l'emmagatzematge i l'aplicació a la terra sense efectes adversos sobre el medi ambient". Aquesta definició es diferencia del compostatge de la mineralització de la matèria orgànica morta (MO), tenint lloc natural sobre el sòl. Es descriu la pila d'abonament com un fet per l'home dels ecosistemes microbians. No obstant això, la microbiologia del compostatge és d'alguna manera relacionada amb la microbiologia del sòl, transforma la MO de la naturalesa i forma substàncies húmiques. La microbiologia d'autoescalfament d'MO humit s'ha estudiat en el cas dels productes agrícoles. Aquest fenomen dirigeix al concepte de generació de calor, com a part del metabolisme microbià. Si el procés de compostatge es duu a terme com un cultiu que procedeix en diverses fases més o menys diferents, que són reconegudes superficialment per les etapes d'augment de la temperatura i la decadència. Aquestes fases de temperatura són el reflex de les activitats de les successives poblacions microbianes de realitzar la degradació de MO làbil i cada vegada més estable. Malgrat que hi hagin aquests fets que descriuen aquesta degradació qualitativa, no hi ha models estàndards matemàtics o de càlcul dels processos de compostatge. Però hi ha moltes maneres que els coneixements pertinents i les hipòtesis es pot expressar en els models. Compostatge i processos del sòl comparteixen una gran varietat de substrats i microorganismes assimilats simultàniament.
El nostre grup ha desenvolupat un Model basat en l'Individu per estudiar el procés de compostatge. Es divideix en dues parts. Una d'elles té en compte l'evolució i el comportament dels diferents tipus de compostos orgànics i minerals, i els tres prototips diferents de microorganismes (bacteris mesòfils, actinomicets termòfils i fongs mesòfils). Les cel·les del model controla les accions següents per a cada individu d'aquesta població microbiana: el moviment, el consum, el metabolisme, la reproducció, la mort i la lisi. El model considera medi de masses i els processos de transferència de calor, les reaccions d'hidròlisi dels compostos complexos a simples, i la sortida / entrada de fluxos gasosos, en compte del comportament dels processos microbians i químics involucrats.
El nostre grup ha desenvolupat un Model basat en l'Individu per estudiar el procés de compostatge. Es divideix en dues parts. Una d'elles té en compte l'evolució i el comportament dels diferents tipus de compostos orgànics i minerals, i els tres prototips diferents de microorganismes (bacteris mesòfils, actinomicets termòfils i fongs mesòfils). Les cel·les del model controla les accions següents per a cada individu d'aquesta població microbiana: el moviment, el consum, el metabolisme, la reproducció, la mort i la lisi. El model considera medi de masses i els processos de transferència de calor, les reaccions d'hidròlisi dels compostos complexos a simples, i la sortida / entrada de fluxos gasosos, en compte del comportament dels processos microbians i químics involucrats.
L'altra part estudia l'estructura espacial del procés. Aquest model inclou els fenòmens de transport (energia i la matèria) i de la massa i els intercanvis d'energia entre les tres fases (líquid, sòlid i gas). D'aquesta manera la convecció i la conducció són modelats, així com l'evaporació de l'aigua i la condensació. El costum de convecció forçada del compostatge industrial és un altre procés important que s'ha de modelar, ja que és de gran importància per al control de paràmetres com la temperatura o les condicions aeròbiques. Aquests processos són modelats en la xarxa de dues dimensions verticals amb cel·les cúbiques espacial. Cada cel·la conté les tres fases i es controla en cada pas del temps. Els microorganismes són considats en la dissolució en la fase líquida.
Mètodes i algorismes desenvolupats per a la modelització i simulació discreta del procés de compostatge (2003)
(Article en format HTML, 100 KB)
Comparteix: