BIOMAN – Ултразвук за разграждане на биомаса
- Енергията, произведена от биогаз, е един от най-важните възобновяеми ресурси и зависи от снабдяването със субстрати и отпадъчни материали, съвместимо с отговорното използване на обработваемите земи и безопасното производство на храни и фуражи.
- BIOMAN е проект, финансиран от ЕС, за изследване на няколко физични и ензимни стратегии и технологии за предварителна обработка в инсталации за биогаз.
- Мощният ултразвук е доказан метод за подобряване на разграждането на биомаса и по този начин за значително увеличаване на добива на биогаз.
BIOMAN
Биологичните отпадъчни материали, като оборски тор и селскостопански остатъци, осигуряват изобилен ресурс за производството в Европа и по света. Въпреки това, тъй като тези субстрати съдържат голямо количество влакнини (5–80% от съдържанието на сухо вещество) с нисък метанов потенциал, икономическите ползи от експлоатацията на инсталация за биогаз често са твърде малки, за да бъде тя икономически рентабилна, поради ниския добив на биогаз на тон. Доказано е, че предварителните обработки (напр. механични, термични, химични и биологични) са полезни за подобряване на добива на биогаз (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). В проекта Bioman се изследва концепция за обработка в контура за повторно въвеждане с цел увеличаване на добива на биогаз на тон отпадъчна биомаса, при условие че ползите от обработката надвишават експлоатационните разходи, за да се осигури икономическа устойчивост.
BIOMAN ще разработи за редица малки и средни предприятия (МСП) физични и ензимни стратегии и технологии за предварителна обработка в инсталации за биогаз. Това ще позволи на МСП, членуващи в консорциума, да предлагат цялостни решения на пазара и ще даде възможност на селскостопанския сектор да експлоатира инсталации за биогаз, използващи директно оборски тор от едър рогат добитък и слама.
Контурът за повторно въвеждане
„Контурът за повторно въвеждане“ ́ служи за производство на биогаз от трудноразградими субстрати с ниско енергийно съдържание и високо съдържание на лигноцелулоза чрез комбиниране на редица механични и ензимни обработки, вижте Фигура 1. Намаляването на размера, ултразвукът и ензимните обработки са технологии, които ще се използват в контура за повторно въвеждане и ще се прилагат върху предварително разградена и обезводнена биомаса преди връщането ѝ в реактора за биогаз, като основният акцент е върху цялостната икономическа устойчивост (Uellendahl et al. 2013).
Благодарности
BIOMAN се финансира по Седмата рамкова програма на Европейския съюз, управлявана от REA – Изпълнителна агенция за научни изследвания: (FP7/2007-2013) по споразумение за отпускане на безвъзмездни средства n0 FP7-SME-2012, 315 664, „BIOMAN“.
Полезни факти
Какво е биогаз и от какво се състои?
Биогазът е смес от газове, получена при разграждането на органична материя в отсъствие на кислород. Основните му компоненти са метан (CH₄) и въглероден диоксид (CO₂). Основните компоненти на биогаза са метан (CH₄) и въглероден диоксид (CO₂). Биогаз може да се произвежда от суровини като селскостопански отпадъци, оборски тор, битови отпадъци, растителен материал, отпадъчни води, зелени отпадъци или хранителни отпадъци. Той е възобновяем енергиен източник и в много случаи има много малък въглероден отпечатък.
Тъй като метанът, водородът и въглеродният оксид (CO) могат да изгарят или да се окисляват с кислород, биогазът се използва като възобновяем енергиен източник. Тази енергия се използва предимно като гориво и за отопление или се преобразува чрез газов двигател в електричество и топлина.
Защо е необходима предварителна обработка при производството на биогаз?
Биологичните отпадъчни материали, като оборски тор и селскостопански остатъци, съдържат голямо количество влакнини (5–80% от сухото вещество) с нисък метанов потенциал, което често прави инсталациите за биогаз нерентабилни поради ниския добив на биогаз на тон. За подобряване на добива се използват предварителни обработки (механични, термични, химични и биологични).
Каква роля играе мощният ултразвук в разграждането на биомаса?
Мощният ултразвук е доказан метод за подобряване на разграждането на биомаса и значително увеличаване на добива на биогаз. В контура за повторно въвеждане ултразвукът е една от ключовите технологии за дезинтеграция, прилагани заедно с намаляването на размера и ензимните обработки.
Как да намеря подходящата ултразвукова система за моя процес?
Hielscher предлага лабораторни и промишлени ултразвукови процесори (до 16 000 W) и ще обсъди Вашите конкретни изисквания, за да предостави система, подходяща за Вашата конфигурация за разграждане или предварителна обработка.
Подобрява ли ултразвуковата обработка аеробното разграждане на излишната активна утайка?
Ултразвуковата обработка е ефективен начин за подобряване на разграждането на утайки. Ултразвукът подобрява процеса, като усилва разрушаването на клетъчните стени и увеличава бионаличността на субстрата, което при анаеробно разграждане повишава добива на метан на тон отпадъчна биомаса. При аеробно разграждане на излишна активна утайка (WAS) същият механизъм на ултразвукова обработка също ускорява дезинтеграцията и хидролизата и може да намали обема на утайката. Открийте ползите от ултразвуковата обработка при аеробното разграждане на излишна активна утайка (WAS)!
Литература/Източници
- Karaalp, Duygu (2014): Enhancement of Biogas Production from Laying Hen Manure via Sonolysis as Pretreatment. Journal of Bioprocessing & Biotechniques 04(06), January 2014.
- Kavitha S., Jessin Brindha G.M., Sally Gloriana A., Rajashankar K., Yeom I.T., Rajesh Banu J. (2016): Enhancement of aerobic biodegradability potential of municipal waste activated sludge by ultrasonic aided bacterial disintegration. Bioresource Technology 2016 Jan;200:161-169.
- C. M. Braguglia, G. Mininni, A. Gianico (2008): Is sonication effective to improve biogas production and solids reduction in excess sludge digestion? Water Science Technology 1 March 2008; 57 (4): 479–483.
- Uellendahl, H., Njoku, S.I., Kragelund, C., Ottosen, L.,Ruiz , B.(2013): Boosting the economy of manure based biogas plants. Proceedings of the International Anaerobic Digestion Symposium at BiogasWorld 2013, April 23- 25, Berlin.
Hielscher Ultrasonics произвежда високопроизводителни ултразвукови хомогенизатори с размери от лабораторни до промишлени.
