BIOMAN – ultraheli biomassi lagundamiseks
- Biogaasist toodetud energia on üks olulisemaid taastuvaid ressursse ning selle aluseks on substraatide ja jäätmematerjalide pakkumine, mis sobib kokku põllumaa vastutustundliku kasutamise ning ohutu toidu- ja söödatootmisega.
- BIOMAN on ELi rahastatud projekt mitmete füüsikaliste ja ensümaatiliste eeltöötlusstrateegiate ning biogaasijaamade tehnoloogia uurimiseks.
- Võimsusultraheli on tõestatud meetod biomassi lagundamise parandamiseks ja seeläbi biogaasi saagise märkimisväärseks suurendamiseks.
Biogaasi tootmine tagasisüstesilmusega
BIOMAN
Bioloogilised jäätmematerjalid, nagu virtsasõnnik ja põllumajanduslikud jäägid, pakuvad Euroopas ja kogu maailmas külluslikku ressurssi tootmiseks. Kuna need substraadid sisaldavad aga palju kiudaineid (5-80% kuivaine sisaldusest), mille metaanipotentsiaal on madal, on biogaasijaama käitamise majanduslik kasu madala biogaasi saagise tõttu tonni kohta sageli liiga väike, et see oleks majanduslikult tasuv. Biogaasi saagise parandamiseks on eeltöötlused (nt mehaaniline, termiline, keemiline ja bioloogiline) osutunud kasulikeks (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). Bioman projektis uuritakse tagasisüstesilmuse töötlemiskontseptsiooni eesmärgiga suurendada biogaasi saagist jäätmebiomassi tonni kohta, eeldusel, et töötlemise kasu ületab käituskulusid, tagades majandusliku jätkusuutlikkuse.
BIOMAN töötab mitmele VKEle välja füüsikalised ja ensümaatilised eeltöötlusstrateegiad ning biogaasijaamade tehnoloogia. See võimaldab VKEdest konsortsiumi liikmetel tuua turule terviklahendusi ning võimaldab põllumajandussektoril käitada biogaasijaamu otse veisesõnniku ja õle baasil.
Tagasisüstesilmus
„Tagasisüstesilmus” ́ on mõeldud biogaasi tootmiseks raskesti lagundatavatest, madala energiasisaldusega substraatidest, milles on palju lignotselluloosi, kombineerides mitmeid mehaanilisi ja ensümaatilisi töötlusi, vt joonis 1. Peenestamine, ultraheli ja ensümaatilised töötlused on tagasisüstesilmuses kasutatavad tehnoloogiad, mida rakendatakse eellagundatud ja veetustatud biomassidele enne nende tagasiringlust biogaasireaktorisse, ning põhirõhk on üldisel majanduslikul jätkusuutlikkusel (Uellendahl et al. 2013).
Tänusõnad
BIOMANi rahastab Euroopa Liidu seitsmes raamprogramm, mida haldab REA – Teadusuuringute Rakendusamet: (FP7/2007-2013) toetuslepingu n0 FP7-SME-2012, 315 664 alusel, „BIOMAN”.
Teadmisi, mida tasub teada
Mis on biogaas ja millest see koosneb?
Biogaas on gaaside segu, mis tekib orgaanilise aine lagunemisel hapniku puudumisel. Selle peamised komponendid on metaan (CH₄) ja süsinikdioksiid (CO₂). Biogaasi peamised komponendid on metaan (CH₄) ja süsinikdioksiid (CO₂). Biogaasi saab toota toorainetest, nagu põllumajandusjäätmed, virtsasõnnik, olmejäätmed, taimne materjal, reovesi, haljasjäätmed või toidujäätmed. See on taastuv energiaallikas ja jätab paljudel juhtudel väga väikese süsiniku jalajälje.
Kuna metaani, vesinikku ja süsinikmonooksiidi (CO) saab hapnikuga põletada või oksüdeerida, kasutatakse biogaasi taastuva energiaallikana. Seda energiat kasutatakse enamasti kütusena ja kütteotstarbel või muudetakse gaasimootori abil elektriks ja soojuseks.
Miks on biogaasi tootmiseks vaja eeltöötlust?
Bioloogilised jäätmematerjalid, nagu virtsasõnnik ja põllumajanduslikud jäägid, sisaldavad palju kiudaineid (5–80% kuivainest), mille metaanipotentsiaal on madal, mistõttu on biogaasijaamad madala biogaasi saagise tõttu tonni kohta sageli kahjumlikud. Saagise parandamiseks kasutatakse eeltöötlusi (mehaanilisi, termilisi, keemilisi ja bioloogilisi).
Millist rolli mängib võimsusultraheli biomassi lagundamisel?
Võimsusultraheli on tõestatud meetod biomassi lagundamise parandamiseks ja biogaasi saagise märkimisväärseks suurendamiseks. Tagasisüstesilmuses on ultraheli üks peamisi desintegreerimistehnoloogiaid, mida rakendatakse koos peenestamise ja ensümaatiliste töötlustega.
Kuidas leida oma protsessile sobiv ultraheliseade?
Hielscher pakub laboriklassi ja tööstusklassi ultraheliprotsessoreid (kuni 16 000 W) ning arutab teiega teie konkreetseid nõudeid, et pakkuda süsteemi, mis sobib teie lagundamise või eeltöötluse seadistusega.
Kas ultraheli töötlus (sonikeerimine) parandab aktiivmuda aeroobset lagundamist?
Ultraheli töötlus (sonikeerimine) on tõhus viis muda lagundamise tõhustamiseks. Ultraheli parandab protsessi, suurendades rakuseina lõhkumist ja substraadi biosaadavust, mis anaeroobses lagundamises tõstab metaani saagist jäätmebiomassi tonni kohta. Jääkaktiivmuda (WAS) aeroobses lagundamises kiirendab sama sonikeerimise mehhanism samuti desintegreerumist ja hüdrolüüsi ning võib vähendada muda mahtu. Avastage ultraheli töötluse eelised WAS-i aeroobses lagundamises!
Kirjandus/viited
- 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 toodab suure jõudlusega ultraheli homogenisaatoreid alates laborisuurusest kuni tööstusliku suuruseni.