Аспиранты физико-технического факультета Томского государственного университета (ФТФ ТГУ) Дмитрий Ларкин и Даниил Астахов создают генератор углекислого газа для тепличных хозяйств. Предварительные исследования показали, что их разработка способна на треть повысить урожайность агропредприятий. Об этом сообщает пресс-служба томского вуза.
Уточняется, что рост эффективности производства достигается за счет увеличения концентрации углекислого газа в теплицах, где для активного развития растений уровень CO₂ должен быть существенно выше, чем в обычном воздухе. Устройство молодых ученых работает по принципу сжигания природного газа с последующей подачей продуктов сгорания в тепличное пространство. При этом безопасное и экологичное сжигание топлива обеспечивает минимальное содержание вредных веществ, опасных для растений.
Отмечается, что в России каждый второй фрукт и овощ выращивается в защищенном грунте. Однако около половины тепличных хозяйств — это малые и средние агропредприятия, которые сталкиваются с серьезной проблемой. Им сложно поддерживать необходимый для растений уровень углекислого газа. Для активного роста его концентрация должна превышать 400 частей на миллион. Если уровень CO₂ падает ниже этого значения, фотосинтез замедляется и растения начинают гибнуть.
«Для решения этой задачи мы предлагаем использовать устройство, которое генерирует CO₂ путем сжигания природного газа. Поскольку большинство тепличных хозяйств уже газифицированы, использование нашей разработки позволит генерировать углекислый газ в 15 раз дешевле, чем закупать его в баллонах. Это делает технологию особенно выгодной для небольших хозяйств и позволит эффективно использовать потенциал теплиц», — рассказывают авторы проекта.
Конструктивно устройство представляет собой горелку, подключенную к системе подачи топлива. Продукты сгорания направляются в теплицу по специально спроектированному каналу, в ходе прохождения которого они охлаждаются. Горелка размещена в защитном сетчатом кожухе, что обеспечивает безопасную эксплуатацию. Устройство может располагаться и снаружи теплицы, и в отдельном помещении.
Один модуль предназначен для увеличения и поддержания концентрации углекислого газа до 1200 частей на миллион в теплице площадью 500 квадратных метров. Такой уровень позволяет повысить урожайность большинства сельскохозяйственных культур до 30 процентов.
«Уникальность устройства заключается в использовании горелки оригинальной конструкции, которая обеспечивает процесс сжигания топлива без открытого пламени. В отличие от существующих решений, использующих факельные горелки, наше устройство значительно безопаснее в эксплуатации и снижает риск возгорания при контакте с внешними объектами. Для разработки будут задействованы только отечественные материалы и комплектующие», — отмечает руководитель стартапа, аспирант ФТФ ТГУ Дмитрий Ларкин.
Еще одно преимущество разработки заключается в том, что использование заранее подготовленной топливовоздушной смеси позволяет поддерживать стабильный режим горения. Это обеспечивает высокую эффективность работы устройства и минимальное образование вредных примесей. По предварительным оценкам, их содержание в продуктах сгорания не превышает установленные экологические нормативы. Все это делает технологию особенно подходящей для применения в тепличных хозяйствах.
На данном этапе устройство находится в разработке, но результаты предварительных теоретических и лабораторных исследований в рамках проекта уже получены. Велись они на базе Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук. В основу работы легли также актуальные научные публикации в области горения.
В ходе изучения рынка команда стартапа связалась с рядом агропредприятий Томской области. Полученные отзывы подтвердили актуальность проекта и высокий интерес к разработке со стороны потенциальных пользователей.
