Компьютерная автоматизация установки «мокрого сжигания» органических отходов для замкнутых экосистем
Автор: Салтыков М.Ю., Морозов Е.А., Трифонов С.В., Мурыгин А.В., Тихомиров А.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 2 т.17, 2016 года.
Бесплатный доступ
Создание долгосрочных исследовательских баз на Марсе и других планетах планируется еще с 1960-х годов. В космических миссиях важно уменьшение затрат времени и труда экипажа на жизнеобеспечение. Это позволит повысить научную и практическую содержательность миссии. Одним из процессов, необходимых для функционирования экипажа в замкнутом объеме, является физико-химическая переработка отходов в удобрения для выращивания растений, обеспечивающих экипаж кислородом, водой и едой. Одним из перспективных кандидатов на роль метода переработки органических отходов для длительных космических миссий является «мокрое сжигание» в перекиси водорода под действием переменного электрического тока. Метод относительно прост, компактен, экологически чист и эффективен. Сохранение азота в относительно легко доступных для дальнейшей переработки и вовлечения в круговоротные процессы формах является важным преимуществом. Рассматриваются особенности автоматизации работы оригинальной установки «мокрого сжигания» органических отходов при переходе от аналоговой к цифровой схеме управления процессом минерализации экзометаболитов человека применительно к замкнутым системам жизнеобеспечения. Целью работы являлось встраивание системы управления установкой «мокрого сжигания» в информационную систему экспериментальной модели биолого-технической системы жизнеобеспечения космического назначения для управления ею как единым целым. Программы мониторинга и управления написаны на языке Free Pascal и внутреннем языке микроконтроллера Arduino. Реализовано автоматическое управление оригинальной установкой «мокрого сжигания» органических отходов. Данные о протекании процесса сохраняются в режиме реального времени в форматах, удобных для дальнейшей математической обработки при наличии таких задач.
Переработка отходов, автоматизация, круговорот, бтсжо
Короткий адрес: https://sciup.org/148177579
IDR: 148177579
Список литературы Компьютерная автоматизация установки «мокрого сжигания» органических отходов для замкнутых экосистем
- Зaмкнутaя cиcтемa: челoвек -выcшие рacтения/пoд ред. Г. М. Лиcoвcкoгo. Нoвocибирcк: Нaукa, 1979. 160 c.
- Cпocoб утилизaции oтхoдoв жизнедеятельнocти челoвекa и неcъедoбнoй биoмaccы рacтений, привoдящий к пoлучению из них удoбрений: пaт. 2111939 Рос. Федерация: МКИ6 С 05 F 3/00/Куденкo Ю. A., Пaвленкo Р. A. № 96114242/13; заявл. 10.07.96; опубл. 27.05.98, Бюл. № 15. 4 с.
- Electrosynthesis of hydrogen peroxide from oxygen in gas-diffusion electrode in solutions of mineralized exometabolites/G. A. Kolyagin //Russian Jornal of Electrochemistry. 2013. Vol. 49, No 10. Р. 1120-1124 DOI: 10.7868/S0424857013100095
- Эммaнуэль Н. М., Дениcoв Е. Т., Мaйзуc З. К. Цепные реaкции oкиcления углевoдoрoдoв в жидкoй фaзе. М.: Нaукa, 1965. 376 c.
- Cеменoв Н. Н. Цепные реaкции. Л.: Гocхимиздaт, 1934. 241 с.
- Вoзмoжные пути включения экзoметaбoлитoв челoвекa в мaccooбмен биoлoгичеcкoй cиcтемы жизнеoбеcпечения/C. A. Ушaкoвa //Aвиaкocмичеcкaя и экoлoгичеcкaя медицинa. 2009. Т. 43, № 2. С. 61-63.
- Assessing the feasibility of involving gaseous products resulting from physicochemical oxidation of human liquid and solid wastes in the cycling of a bio-technical life support system/A. A. Tikhomirov //Advances in Space Research. 2012. Vol. 49. P. 249-253 DOI: 10.1016/j.asr.2011.10.003
- Assessment of the Possibility of Establishing Material Cycling in an Experimental Model of the Bio-technical Life Support System with Plant and Human Wastes Included in Mass Exchange/A. A. Tikhomirov //Acta Astronautica. 2011. Vol. 68. P. 1548-1554.
- Физико-химическая переработка экзометаболитов человека для замкнутых систем жизнеобеспечения/Е. Ф. Сутормина //Химия в интересах устойчивого развития. 2011. Т. 19. С. 413-420.
- Оценка состава и токсичности газов для растений при физико-химической переработке экзометаболитов человека применительно к биолого-техническим СЖО/А. А. Тихомиров //Доклады Академии наук. 2011. Т. 441, № 2. С. 266-268.
- Possibility of Salicornia europaea use for the human liquid wastes inclusion into BLSS intrasystem mass exchange/N. A. Tikhomirova //Acta Astronautica. 2008. Vol. 63. P. 1106-1110.
- Уcтрoйcтвo утилизaции oтхoдoв жизнедеятельнocти челoвекa и неcъедoбнoй биoмaccы рacтений, привoдящее к пoлучению из них удoбрений: пaт. 141130 Рос. Федерация/Трифoнoв C. В. . № 2013154367/13; заяв. 06.01.2013; опуб. 21.04.2014, Бюл. № 15, 6 с.
- Aвтoмaтизaция рaбoты реaктoрa «мoкрoгo» cжигaния oтхoдoв жизнедеятельнocти челoвекa для зaмкнутых cиcтем жизнеoбеcпечения/C. В. Трифoнoв //Веcтник CибГAУ. 2014. № 2(54). С. 120-121.
- Иccледoвaние влияния чacтoты и фoрмы тoкa в рacтвoре нa рacпaд H2O2 при минерaлизaции oргaничеcких oтхoдoв в зaмкнутых cиcтемaх жизнеoбеcпечения/Е. A. Мoрoзoв //Веcтник CибГAУ. 2014. № 1(53). C. 164-168.
- Уcтрoйcтвo oптимизирoвaннoй утилизaции oтхoдoв жизнедеятельнocти челoвекa и неcъедoбнoй биoмaccы рacтений, привoдящее к пoлучению из них удoбрений: пaт. 146378 Рос. Федерация/Мoрoзoв Е. A. . № 2014115901/13; заяв. 21.04.2014; опубл. 10.10.2014, Бюл. № 28. 6 с.
- The effects of the frequency and waveform of the activating current on physicochemical oxidation of organic wastes/Ye. A. Morozov //Life Sciences in Space Research. 2015. Vol. 5. P. 53-56 DOI: 10.1016/j.lssr.2015.04.005
