Керування температурою субстрату
Температура — один із найважливіших параметрів процесу перероблення органічних відходів, оскільки від неї залежить швидкість росту мікроорганізмів. Видалення теплоти, виробленої метаболічною діяльністю мікроорганізмів є головною проблемою, що виникає при великомасштабному компостуванні в біореакторі [38, 39]. Через шар субстрату й недоліку поверхні теплообміну обмежене видалення теплоти теплопровідністю внаслідок поганого теплообміну [38]. Температура субстрату збільшується, якщо швидкість тепловиділення перевищує швидкість тенловідводу в деякій області біореактору. У погано охолоджуваних областях біореактору температури, близькі до іраничних для росту мікроорганізмів, можуть бути досягнуті протягом нетривалого часу (1-12 годин) [25].
Використання теплообмінної сорочки є одним з розповсюджених способів теплообміну [64]. Однак у цьому випадку при збільшенні корисного об’єму біореактору площа поверхні теплообмінника росте набагато повільніше, ніж об’єм біореактору. У результаті при промислових об’ємах біореактора на одиницю площі теплообмінника доводиться в кілька раз більша кількість теплоти, ніж в лабораторному біореакторі. Необхідно в декілька раз збільшити інтенсивність теплового потоку через одиницю площі теплообмінника для його видалення. До значного градієнта температури в площині, перпендикулярній осі біореактору, і неоднорідності одержуваного продукту приводить низька теплопровідность субстрату. У роботі [34] показано, що охолодження біореактору за допомогою теплообмінної сорочки стає недостатнім уже при об’ємі 2 м3. Таким чином, неможливо при промисловому компостуванні використання сорочки теплообмінника.
Випарне охолодження виявляється більш ефективним, ніж використання конвекції або теплопровідності [21, 40]. При використанні такого способу тепловідводу зайва теплота видаляється в результаті випару вологи з поверхні часток субстрату при проходженні потоку повітря системи вентиляції. Ефективне охолодження по всьому об’ємі субстрату в активній стадії процесу перероблення органічних відходів [26] і одержав саме широке поширення в конструкціях біореакторів для велико масштабного перероблення органічних відходів дозволяє забезпечити цей спосіб.