BIOMAN – Υπέρηχοι για τη χώνευση βιομάζας
- Η ενέργεια που παράγεται από βιοαέριο είναι ένας από τους σημαντικότερους ανανεώσιμους πόρους και προϋποθέτει την προμήθεια υποστρωμάτων και αποβλήτων συμβατή με την υπεύθυνη χρήση των αρόσιμων εκτάσεων και την ασφαλή παραγωγή τροφίμων και ζωοτροφών.
- Το BIOMAN είναι ένα έργο χρηματοδοτούμενο από την ΕΕ για τη διερεύνηση διαφόρων στρατηγικών και τεχνολογιών φυσικής και ενζυμικής προεπεξεργασίας για μονάδες βιοαερίου.
- Οι υπέρηχοι ισχύος αποτελούν αποδεδειγμένη μέθοδο για τη βελτίωση της χώνευσης της βιομάζας και, ως εκ τούτου, για τη σημαντική αύξηση της απόδοσης σε βιοαέριο.
Παραγωγή βιοαερίου με βρόχο επανέγχυσης
BIOMAN
Τα βιολογικά απόβλητα, όπως η κοπριά και τα γεωργικά υπολείμματα, προσφέρουν έναν άφθονο πόρο για την παραγωγή, στην Ευρώπη και παγκοσμίως. Ωστόσο, καθώς αυτά τα υποστρώματα περιέχουν υψηλή ποσότητα ινών (5–80% της περιεκτικότητας σε ξηρά ουσία) με χαμηλό δυναμικό παραγωγής μεθανίου, τα οικονομικά οφέλη από τη λειτουργία μιας μονάδας βιοαερίου είναι συχνά πολύ μικρά για να είναι οικονομικά κερδοφόρα, λόγω της χαμηλής απόδοσης σε βιοαέριο ανά τόνο. Για τη βελτίωση της απόδοσης σε βιοαέριο, οι προεπεξεργασίες (π.χ. μηχανικές, θερμικές, χημικές και βιολογικές) έχουν αποδειχθεί ωφέλιμες (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). Στο έργο Bioman διερευνάται μια προσέγγιση επεξεργασίας για τον βρόχο επανέγχυσης, με στόχο την αύξηση της απόδοσης σε βιοαέριο ανά τόνο απόβλητης βιομάζας, με την προϋπόθεση ότι τα οφέλη της επεξεργασίας υπερβαίνουν το λειτουργικό κόστος, ώστε να διασφαλίζεται η οικονομική βιωσιμότητα.
Το BIOMAN θα αναπτύξει, για μια σειρά μικρομεσαίων επιχειρήσεων (ΜΜΕ), στρατηγικές και τεχνολογίες φυσικής και ενζυμικής προεπεξεργασίας για μονάδες βιοαερίου. Αυτό θα επιτρέψει στις ΜΜΕ που είναι μέλη της κοινοπραξίας να διαθέσουν ολοκληρωμένες λύσεις στην αγορά και στον γεωργικό τομέα να λειτουργεί μονάδες βιοαερίου απευθείας με κοπριά βοοειδών και άχυρο.
Ο βρόχος επανέγχυσης
Ο «βρόχος επανέγχυσης» ́ προορίζεται για την παραγωγή βιοαερίου από δυσαποδόμητα υποστρώματα χαμηλής ενεργειακής αξίας με υψηλή περιεκτικότητα σε λιγνοκυτταρίνη, συνδυάζοντας μια σειρά μηχανικών και ενζυμικών επεξεργασιών, βλ. Σχήμα 1. Η μείωση μεγέθους, οι υπέρηχοι και οι ενζυμικές επεξεργασίες είναι τεχνολογίες που θα χρησιμοποιηθούν στον βρόχο επανέγχυσης και θα εφαρμοστούν σε βιομάζες που έχουν υποστεί προχώνευση και αφυδάτωση πριν από την ανακυκλοφορία τους στον αντιδραστήρα βιοαερίου, με κύριο μέλημα τη συνολική οικονομική βιωσιμότητα (Uellendahl et al. 2013).
Ευχαριστίες
Το BIOMAN χρηματοδοτείται από το Έβδομο Πρόγραμμα Πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Ένωσης, το οποίο διαχειρίζεται ο REA – Εκτελεστικός Οργανισμός Έρευνας: (FP7/2007-2013) στο πλαίσιο της συμφωνίας επιχορήγησης n0 FP7-SME-2012, 315.664, «BIOMAN».
Χρήσιμες πληροφορίες
Τι είναι το βιοαέριο και από τι αποτελείται;
Το βιοαέριο είναι ένα μείγμα αερίων που παράγεται από την αποδόμηση οργανικής ύλης απουσία οξυγόνου. Τα κύρια συστατικά του είναι το μεθάνιο (CH₄) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂). Τα κύρια συστατικά του βιοαερίου είναι το μεθάνιο (CH₄) και το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂). Το βιοαέριο μπορεί να παραχθεί από πρώτες ύλες όπως γεωργικά απόβλητα, κοπριά, αστικά απόβλητα, φυτικό υλικό, λύματα, πράσινα απόβλητα ή απόβλητα τροφίμων. Είναι μια ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και σε πολλές περιπτώσεις έχει πολύ μικρό αποτύπωμα άνθρακα.
Επειδή το μεθάνιο, το υδρογόνο και το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) μπορούν να καούν ή να οξειδωθούν με οξυγόνο, το βιοαέριο χρησιμοποιείται ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται κυρίως ως καύσιμο και για σκοπούς θέρμανσης ή μετατρέπεται μέσω κινητήρα αερίου σε ηλεκτρική ενέργεια και θερμότητα.
Γιατί χρειάζεται προεπεξεργασία για την παραγωγή βιοαερίου;
Τα βιολογικά απόβλητα, όπως η κοπριά και τα γεωργικά υπολείμματα, περιέχουν υψηλή ποσότητα ινών (5–80% της ξηράς ουσίας) με χαμηλό δυναμικό παραγωγής μεθανίου, γεγονός που συχνά καθιστά τις μονάδες βιοαερίου μη κερδοφόρες λόγω της χαμηλής απόδοσης σε βιοαέριο ανά τόνο. Οι προεπεξεργασίες (μηχανικές, θερμικές, χημικές και βιολογικές) χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της απόδοσης.
Ποιον ρόλο παίζουν οι υπέρηχοι ισχύος στη χώνευση της βιομάζας;
Οι υπέρηχοι ισχύος αποτελούν αποδεδειγμένη μέθοδο για τη βελτίωση της χώνευσης της βιομάζας και τη σημαντική αύξηση της απόδοσης σε βιοαέριο. Στο πλαίσιο του βρόχου επανέγχυσης, οι υπέρηχοι αποτελούν μία από τις βασικές τεχνολογίες αποσάθρωσης που εφαρμόζονται παράλληλα με τη μείωση μεγέθους και τις ενζυμικές επεξεργασίες.
Πώς μπορώ να βρω το κατάλληλο σύστημα υπερήχων για τη διεργασία μου;
Η Hielscher προσφέρει εργαστηριακούς και βιομηχανικούς επεξεργαστές υπερήχων (έως 16.000 W) και θα συζητήσει μαζί σας τις συγκεκριμένες απαιτήσεις σας, ώστε να σας παρέχει ένα σύστημα κατάλληλο για τη διάταξη χώνευσης ή προεπεξεργασίας σας.
Βελτιώνει η κατεργασία με υπερήχους την αερόβια χώνευση της περίσσειας ενεργού ιλύος;
Η κατεργασία με υπερήχους είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος ενίσχυσης της χώνευσης της ιλύος. Οι υπέρηχοι βελτιώνουν τη διεργασία αυξάνοντας τη διάρρηξη των κυτταρικών τοιχωμάτων και τη βιοδιαθεσιμότητα του υποστρώματος, γεγονός που στην αναερόβια χώνευση αυξάνει την απόδοση σε μεθάνιο ανά τόνο απόβλητης βιομάζας. Για την αερόβια χώνευση της περίσσειας ενεργού ιλύος (WAS), ο ίδιος μηχανισμός κατεργασίας με υπερήχους επιταχύνει επίσης την αποσάθρωση και την υδρόλυση και μπορεί να μειώσει τον όγκο της ιλύος. Ανακαλύψτε τα οφέλη της κατεργασίας με υπερήχους στην αερόβια χώνευση της περίσσειας ενεργού ιλύος (WAS)!
Βιβλιογραφία/Αναφορές
- 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.
Η Hielscher Ultrasonics κατασκευάζει ομογενοποιητές υπερήχων υψηλής απόδοσης από εργαστηριακή έως βιομηχανική κλίμακα.