BIOMAN – Ultralyd til nedbrydning af biomasse
- Energi produceret fra biogas er en af de vigtigste vedvarende ressourcer og er betinget af en forsyning af substrater og affaldsmaterialer, som er forenelig med ansvarlig anvendelse af landbrugsjord og sikker produktion af fødevarer og foder.
- BIOMAN er et EU-finansieret projekt, der undersøger flere fysiske og enzymatiske forbehandlingsstrategier samt teknologi til biogasanlæg.
- Højintensiv ultralyd er en dokumenteret metode til at forbedre nedbrydningen af biomasse og dermed øge biogasudbyttet betydeligt.
BIOMAN
Biologiske affaldsmaterialer såsom husdyrgødning og landbrugsrester udgør en rigelig ressource til produktionen i Europa og på verdensplan. Da disse substrater imidlertid indeholder en stor mængde fibre (5–80% af tørstofindholdet) med et lavt metanpotentiale, er de økonomiske fordele ved driften af et biogasanlæg ofte for små til, at driften er økonomisk rentabel, på grund af det lave biogasudbytte pr. ton. Forbehandlinger (f.eks. mekaniske, termiske, kemiske og biologiske) har vist sig at være gavnlige til at forbedre biogasudbyttet (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). I Bioman-projektet undersøges et behandlingskoncept for reinjektionssløjfen med det formål at øge biogasudbyttet pr. ton affaldsbiomasse, under forudsætning af at fordelene ved behandlingen overstiger driftsomkostningerne, så økonomisk bæredygtighed sikres.
BIOMAN vil udvikle fysiske og enzymatiske forbehandlingsstrategier samt teknologi til biogasanlæg for en række små og mellemstore virksomheder. Dette vil gøre det muligt for konsortiets små og mellemstore medlemsvirksomheder at bringe komplette løsninger på markedet og gøre det muligt for landbrugssektoren at drive biogasanlæg direkte på kvæggødning og halm.
Reinjektionssløjfen
“Reinjektionssløjfen” ́ bruges til at producere biogas fra svært nedbrydelige substrater med lavt energiindhold og et højt indhold af lignocellulose ved at kombinere en række mekaniske og enzymatiske behandlinger, se figur 1. Størrelsesreduktion, ultralyd og enzymatiske behandlinger er teknologier, der skal bruges i reinjektionssløjfen og anvendes på forudgående nedbrudte og afvandede biomasser, inden de recirkuleres til biogasreaktoren, og et centralt fokus er den samlede økonomiske bæredygtighed (Uellendahl et al. 2013).
Anerkendelse
BIOMAN finansieres af Den Europæiske Unions syvende rammeprogram, som forvaltes af REA – Forvaltningsorganet for Forskning: (FP7/2007-2013) under tilskudsaftale n0 FP7-SME-2012, 315.664, “BIOMAN”.
Værd at vide
Hvad er biogas, og hvad består den af?
Biogas er en blanding af gasser, der dannes ved nedbrydning af organisk materiale uden tilstedeværelse af ilt. Dens hovedbestanddele er metan (CH₄) og kuldioxid (CO₂). Biogassens hovedbestanddele er metan (CH₄) og kuldioxid (CO₂). Biogas kan produceres af råmaterialer såsom landbrugsaffald, husdyrgødning, kommunalt affald, plantemateriale, spildevand, grønt affald eller madaffald. Den er en vedvarende energikilde og har i mange tilfælde et meget lille CO₂-aftryk.
Da metan, brint og kulmonoxid (CO) kan forbrændes eller oxideres med ilt, bruges biogas som en vedvarende energikilde. Denne energi bruges hovedsageligt som brændstof og til opvarmning eller omdannes til elektricitet og varme via en gasmotor.
Hvorfor er forbehandling nødvendig ved biogasproduktion?
Biologiske affaldsmaterialer såsom husdyrgødning og landbrugsrester indeholder en stor mængde fibre (5–80% af tørstoffet) med lavt metanpotentiale, hvilket ofte gør biogasanlæg urentable på grund af et lavt biogasudbytte pr. ton. Forbehandlinger (mekaniske, termiske, kemiske og biologiske) bruges til at forbedre udbyttet.
Hvilken rolle spiller højintensiv ultralyd i nedbrydningen af biomasse?
Højintensiv ultralyd er en dokumenteret metode til at forbedre nedbrydningen af biomasse og øge biogasudbyttet betydeligt. I reinjektionssløjfen er ultralyd en af de centrale disintegrationsteknologier, der anvendes sammen med størrelsesreduktion og enzymatiske behandlinger.
Hvordan finder jeg det rette ultralydssystem til min proces?
Hielscher tilbyder ultralydsprocessorer til laboratoriebrug og industriel anvendelse (op til 16.000 W) og vil drøfte dine specifikke krav for at levere et system, der passer til dit anlæg til nedbrydning eller forbehandling.
Forbedrer sonikering den aerobe nedbrydning af overskudsaktivslam?
Sonikering er en effektiv måde at forbedre nedbrydningen af slam på. Ultralyd forbedrer processen ved at øge nedbrydningen af cellevæggene og substratets biotilgængelighed, hvilket ved anaerob nedbrydning øger metanudbyttet pr. ton affaldsbiomasse. Ved aerob nedbrydning af overskudsaktivslam (WAS) fremskynder den samme sonikeringsmekanisme også disintegration og hydrolyse og kan reducere slamvolumenet. Opdag fordelene ved ultralydsbehandling ved aerob nedbrydning af WAS!
Litteratur/Referencer
- 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 fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra laboratoriestørrelse til industristørrelse.
