БИОМЕН – Ултразвук за разграждане на биомаса
- Енергията, произведена от биогаз, е един от най-важните възобновяеми ресурси и се обуславя от доставка на субстрати и отпадъчни материали, съвместими с отговорно използване на обработваемите земи и безопасно производство на храни и фуражи.
- BIOMAN е финансиран от ЕС проект за изследване на няколко физически и ензимни стратегии и технологии за предварителна обработка на инсталации за биогаз.
- Мощният ултразвук е доказан метод за подобряване на храносмилането на биомасата и по този начин за значително увеличаване на добива на биогаз.
Производство на биогаз с контур за повторно инжектиране
БИОМЕН
Биологичните отпадъчни материали като оборски тор и селскостопански остатъци предлагат изобилен ресурс за производството в Европа и по света. Въпреки това, тъй като тези субстрати съдържат голямо количество влакна (5—80 % от съдържанието на сухо вещество) с нисък потенциал за метан, икономическите ползи за експлоатацията на инсталация за биогаз често са твърде ниски, за да бъдат икономически изгодни поради ниския добив на биогаз на тон. За подобряване на добива на биогаз е доказано, че предварителната обработка (напр. механична, термично, химична и биологична) е полезна (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). В проекта Bioman се проучва концепция за третиране на цикъла за повторно инжектиране с цел увеличаване на добива на биогаз на тон отпадъчна биомаса, с предпоставка ползите от пречистването да надвишават оперативните разходи, за да се гарантира икономическа устойчивост.
BIOMAN ще разработи стратегии и технологии за предварителна физическа и ензимна обработка за инсталации за биогаз. Това ще позволи на членовете на консорциума на МСП да представят цялостни решения на пазара и ще даде възможност на селскостопанския сектор да управлява инсталации за биогаз директно върху оборски тор и слама за добитък.
Контурът за повторно инжектиране
“Цикълът за повторно впръскване” ́ е за производство на биогаз от рекалцитиращи се нискоенергийни субстрати с високо съдържание на лигноцелулоза чрез комбиниране на редица механични и ензимни обработки, вж. фигура 1. Намаляването на размерите, ултразвуковата и ензимната обработка са технологии, които ще се използват в цикъла за повторно впръскване и ще се прилагат върху предварително разградена и обезводнена биомаса преди рециркулация в реактора за биогаз, като от ключово значение е цялостната икономическа устойчивост (Uellendahl et al. 2013).
Потвърждение
BIOMAN се финансира от Седмата рамкова програма на Европейския съюз, управлявана от РИА – Изпълнителна агенция за научни изследвания: (FP7/2007-2013) съгласно споразумение за отпускане на безвъзмездни средства n0 FP7-SME-2012, 315664, “БИОМЕН”.
Факти, които си струва да знаете
Какво е биогаз и от какво се получава?
Биогазът е смес от газове, образувани при разграждането на органична материя в отсъствие на кислород. Основните му съставки са метан (CH₄) и въглероден диоксид (CO₂). Основните съставки на биогаза са метан (CH₄) и въглероден диоксид (CO₂). Биогазът може да се произвежда от суровини като селскостопански отпадъци, животински тор, битови отпадъци, растителен материал, канализационни води, зелени отпадъци или хранителни отпадъци. Той е възобновяем източник на енергия и в много случаи има много малък въглероден отпечатък.
Тъй като метанът, водородът и въглеродният оксид (CO) могат да бъдат изгорени или окислени с кислород, биогазът се използва като възобновяем източник на енергия. Тази енергия се използва най-вече като гориво и за отопление или се преобразува чрез газов двигател в електричество и топлина.
Защо е необходима предварителна обработка за производството на биогаз?
Биологичните отпадъци, като например животински тор и селскостопански остатъци, съдържат голямо количество влакна (5–80 % от сухото вещество) с нисък метанов потенциал, което често прави биогазовите инсталации нерентабилни поради ниския добив на биогаз на тон. За подобряване на добива се прилагат методи за предварителна обработка (механични, термични, химични и биологични).
Каква роля играе ултразвукът с висока мощност при разграждането на биомасата?
Мощният ултразвук е доказан метод за подобряване на разграждането на биомасата и за значително увеличаване на добива на биогаз. В рамките на цикъла на реинжектиране ултразвукът е една от ключовите технологии за разграждане, прилагани наред с намаляването на размера на частиците и ензимните обработки.
Как мога да намеря подходящата ултразвукова система за моя процес?
Hielscher предлага ултразвукови процесори за лабораторни и промишлени нужди (с мощност до 16 000 W) и ще обсъди вашите конкретни изисквания, за да ви предостави система, която да отговаря на вашата конфигурация за разлагане или предварителна обработка.
Подобрява ли ултразвуковото третиране аеробното разграждане на отпадъчната активна утайка?
Ултразвуковата обработка е ефективен начин за подобряване на разграждането на утайката. Ултразвукът подобрява процеса, като увеличава разрушаването на клетъчните стени и биодостъпността на субстрата, което при анаеробното разграждане повишава добива на метан на тон отпадъчна биомаса. При аеробното разграждане на отпадъчна активна утайка (WAS) същият механизъм на ултразвукова обработка също ускорява разпадането и хидролизата и може да намали обема на утайката. Открийте предимствата на ултразвуковото третиране при аеробното разграждане по метода WAS!
Литература/Препратки
- 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 високоефективни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да индустриален размер.