BIOMAN – ultrazvuk za razgradnju biomase
- Energija proizvedena iz bioplina jedan je od najvažnijih obnovljivih resursa, a uvjetovana je ponudom supstrata i otpadnih materijala koji su spojivi s odgovornim korištenjem obradivog zemljišta te sigurnom proizvodnjom hrane i stočne hrane.
- BIOMAN je projekt koji financira EU, a bavi se istraživanjem nekoliko fizičkih i enzimskih strategija predtretmana i tehnologije za postrojenja za proizvodnju bioplina.
- Snažni ultrazvuk je dokazana metoda za poboljšanje razgradnje biomase i time za značajno povećanje prinosa bioplina.
BIOMAN
Biološki otpadni materijali poput gnojiva i poljoprivrednih ostataka nude obilan resurs za proizvodnju, u Evropi i širom svijeta. Međutim, budući da ti supstrati sadrže veliku količinu vlakana (5-80% suhe tvari) s niskim potencijalom metana, ekonomske koristi od rada postrojenja za bioplin često su preniske da bi bilo ekonomski isplativo zbog niskog prinosa bioplina po toni. Za poboljšanje prinosa bioplina pokazalo se da su korisni predtretmani (npr. mehanički, termički, hemijski i biološki) (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). U projektu Bioman istražuje se koncept obrade za petlju za ponovno ubrizgavanje (Re-Injection Loop) s ciljem povećanja prinosa bioplina po toni otpadne biomase, uz preduvjet da koristi od obrade premašuju operativne troškove kako bi se osigurala ekonomska održivost.
BIOMAN će za niz malih i srednjih poduzeća (SME) razviti fizičke i enzimske strategije predtretmana i tehnologiju za postrojenja za bioplin. To će članovima konzorcija iz redova SME omogućiti da na tržište iznesu cjelovita rješenja, a poljoprivrednom sektoru da postrojenja za bioplin pokreće izravno na stajskom gnojivu goveda i slami.
Petlja za ponovno ubrizgavanje
„Petlja za ponovno ubrizgavanje (Re-Injection Loop)“ ́ služi za proizvodnju bioplina iz otpornih supstrata niske energetske vrijednosti s visokim sadržajem lignoceluloze kombiniranjem niza mehaničkih i enzimskih tretmana, vidi sliku 1. Usitnjavanje, ultrazvuk i enzimski tretmani tehnologije su koje će se koristiti u petlji za ponovno ubrizgavanje i primjenjivat će se na prethodno razgrađenim i dehidriranim biomasama prije recirkulacije u reaktor za bioplin, a ključni fokus je ukupna ekonomska održivost (Uellendahl et al. 2013).
Zahvale
Projekt BIOMAN financira se iz Sedmog okvirnog programa Evropske unije, kojim upravlja REA – Izvršna agencija za istraživanje: (FP7/2007-2013) prema ugovoru o dodjeli bespovratnih sredstava n0 FP7-SME-2012, 315664, „BIOMAN“.
Činjenice vrijedne znanja
Šta je bioplin i od čega se sastoji?
Bioplin je smjesa plinova nastala razgradnjom organske tvari u odsustvu kisika. Njegove glavne komponente su metan (CH₄) i ugljik(IV)-oksid (CO₂). Glavne komponente bioplina su metan (CH₄) i ugljik(IV)-oksid (CO₂). Bioplin se može proizvoditi iz sirovina kao što su poljoprivredni otpad, stajsko gnojivo, komunalni otpad, biljni materijal, kanalizacijski mulj, zeleni otpad ili otpad od hrane. To je obnovljiv izvor energije i u mnogim slučajevima ostavlja vrlo mali ugljični otisak.
Budući da se metan, vodik i ugljik(II)-oksid (CO) mogu sagorijevati ili oksidirati kisikom, bioplin se koristi kao obnovljiv izvor energije. Ta se energija najčešće koristi kao gorivo i za potrebe grijanja ili se pomoću plinskog motora pretvara u električnu energiju i toplinu.
Zašto je predtretman potreban za proizvodnju bioplina?
Biološki otpadni materijali poput gnojiva i poljoprivrednih ostataka sadrže veliku količinu vlakana (5–80% suhe tvari) s niskim potencijalom metana, zbog čega postrojenja za bioplin često nisu profitabilna zbog niskog prinosa bioplina po toni. Predtretmani (mehanički, termički, hemijski i biološki) koriste se za poboljšanje prinosa.
Kakvu ulogu ima snažni ultrazvuk u razgradnji biomase?
Snažni ultrazvuk je dokazana metoda za poboljšanje razgradnje biomase i značajno povećanje prinosa bioplina. U petlji za ponovno ubrizgavanje ultrazvuk je jedna od ključnih tehnologija dezintegracije koje se primjenjuju uz usitnjavanje i enzimske tretmane.
Kako mogu pronaći pravi ultrazvučni sistem za svoj proces?
Hielscher nudi laboratorijske i industrijske ultrazvučne procesore (do 16.000 W) i razmotrit će vaše specifične zahtjeve kako bi osigurao sistem koji odgovara vašoj postavci razgradnje ili predtretmana.
Poboljšava li ultrazvučna obrada aerobnu razgradnju viška aktivnog mulja?
Ultrazvučna obrada (sonikacija) učinkovit je način za poboljšanje razgradnje mulja. Ultrazvuk poboljšava proces povećanjem razgradnje ćelijskih stijenki i bioraspoloživosti supstrata, što u anaerobnoj razgradnji povećava prinos metana po toni otpadne biomase. Kod aerobne razgradnje viška aktivnog mulja (WAS) isti mehanizam sonikacije također ubrzava dezintegraciju i hidrolizu te može smanjiti volumen mulja. Otkrijte prednosti ultrazvučnog tretmana u aerobnoj razgradnji WAS-a!
Literatura/reference
- 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 proizvodi visokoučinkovite ultrazvučne homogenizatore od laboratorijskih do industrijskih veličina.
