BIOMAN – Ultraääni biomassan mädätykseen
- Biokaasusta tuotettu energia on yksi tärkeimmistä uusiutuvista luonnonvaroista, ja sen edellytyksenä on viljelysmaiden vastuullisen käytön sekä turvallisen elintarvikkeiden ja rehun tuotannon kanssa yhteensopivien substraattien ja jätemateriaalien saanti.
- BIOMAN on EU:n rahoittama hanke, jossa tutkitaan useita biokaasulaitosten fysikaalisia ja entsymaattisia esikäsittelystrategioita ja -teknologioita.
- Teho-ultraääni on todistettu menetelmä biomassan pilkkomisen parantamiseksi ja siten biokaasun saannon lisäämiseksi merkittävästi.
Biokaasun tuotanto reinjektointikierteellä
BIOMAN
Biologiset jätemateriaalit, kuten lanta ja maatalouden tähteet, tarjoavat runsaasti resursseja tuotantoon Euroopassa ja maailmanlaajuisesti. Koska nämä substraatit sisältävät kuitenkin suuren määrän kuituja (5–80 % kuiva-ainepitoisuudesta), joilla on alhainen metaanipotentiaali, biokaasulaitoksen toiminnan taloudelliset hyödyt ovat usein liian pienet ollakseen taloudellisesti kannattavia alhaisen biokaasun tonnituoton vuoksi. Biokaasun saannon parantamiseksi esikäsittelyjen (esim. mekaaniset, termiset, kemialliset ja biologiset) on osoitettu olevan hyödyllisiä (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl ym., 2007). Bioman-hankkeessa tutkitaan Re-Injection Loopin käsittelykonseptia, jonka tavoitteena on lisätä biokaasun tuottoa jätebiomassatonnia kohden edellyttäen, että käsittelyn hyödyt ylittävät käyttökustannukset taloudellisen kestävyyden varmistamiseksi.
BIOMAN kehittää useille pk-yrityksille fysikaalisia ja entsymaattisia esikäsittelystrategioita ja -teknologiaa biokaasulaitoksille. Näin pk-yritysten yhteenliittymän jäsenet voivat tuoda markkinoille kokonaisratkaisuja ja maataloussektori voi käyttää biokaasulaitoksia suoraan karjanlannalla ja oljella.
Reinjection-silmukka
“Uudelleenruiskutussilmukka” ́ on tarkoitettu biokaasun tuottamiseen uusiutuvista, matalaenergisistä substraateista, joiden lignoselluloosapitoisuus on suuri, yhdistämällä erilaisia mekaanisia ja entsymaattisia käsittelyjä, ks. kuva 1. Downsizing-, ultraääni- ja entsymaattiset käsittelyt ovat uudelleensyöttösilmukassa käytettäviä tekniikoita, ja niitä sovelletaan esilietettyihin ja vedenpoistettuihin biomassoihin ennen kierrätystä biokaasureaktoriin, ja keskeistä on yleinen taloudellinen kestävyys (Uellendahl et al. 2013).
Tunnustus
BIOMAN rahoitetaan Euroopan unionin seitsemännestä puiteohjelmasta, jota hallinnoi REA – Tutkimuksen toimeenpanovirasto: (FP7/2007–2013) avustussopimuksen nro 0 FP7-SME-2012 mukaisesti, 315664, “BIOMAN”.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Mitä biokaasu on ja mistä se koostuu?
Biokaasu on kaasujen seos, joka syntyy orgaanisen aineksen hajoamisessa hapen puuttuessa. Sen pääasialliset ainesosat ovat metaani (CH₄) ja hiilidioksidi (CO₂). Biokaasun pääkomponentit ovat metaani (CH₄) ja hiilidioksidi (CO₂). Biokaasua voidaan tuottaa raaka-aineista, kuten maatalousjätteestä, lannasta, yhdyskuntajätteestä, kasvimateriaalista, jätevedestä, vihreästä jätteestä tai ruokajätteestä. Se on uusiutuva energialähde, ja sen hiilijalanjälki on monissa tapauksissa hyvin pieni.
Koska metaani, vety ja hiilimonoksidi (CO) voidaan polttaa tai hapettaa hapella, biokaasua käytetään uusiutuvana energialähteenä. Tätä energiaa käytetään enimmäkseen polttoaineena ja lämmitykseen tai se muunnetaan kaasumoottorin avulla sähköksi ja lämmöksi.
Miksi biokaasun tuotannossa tarvitaan esikäsittelyä?
Biologiset jätteet, kuten lanta ja maatalousjätteet, sisältävät runsaasti kuituja (5–80 % kuiva-aineesta), joiden metaanipotentiaali on alhainen, mikä usein tekee biokaasulaitoksista kannattamattomia tonnia kohti lasketun alhaisen biokaasutuoton vuoksi. Saantoa pyritään parantamaan esikäsittelyillä (mekaanisilla, lämpökäsittelyillä, kemiallisilla ja biologisilla).
Mikä rooli tehoultraäänellä on biomassan hajotuksessa?
Tehokas ultraääni on todistetusti toimiva menetelmä biomassan hajoamisen tehostamiseksi ja biokaasun tuotannon merkittäväksi lisäämiseksi. Re-Injection Loop -prosessissa ultraääni on yksi keskeisistä hajoamisteknologioista, joita käytetään yhdessä hienontamisen ja entsymaattisten käsittelyjen kanssa.
Miten löydän prosessiini sopivan ultraäänijärjestelmän?
Hielscher tarjoaa laboratorio- ja teollisuuskäyttöön tarkoitettuja ultraäänikäsittelylaitteita (teho enintään 16 000 W) ja keskustelee kanssanne juuri teidän tarpeistanne, jotta voimme toimittaa järjestelmän, joka sopii juuri teidän hajotus- tai esikäsittelyprosessiinne.
Parantaako ultraäänikäsittely jäteaktiivilietteen aerobista hajoamista?
Ultraäänikäsittely on tehokas tapa tehostaa lietteen mädätystä. Ultraääni parantaa prosessia lisäämällä soluseinien hajoamista ja substraatin biologista hyötyosuutta, mikä anaerobisessa mädätyksessä nostaa metaanituottoa jätteen biomassatonnia kohti. Jäteaktiivilietteen (WAS) aerobisessa mädätyksessä sama ultraäänikäsittelymekanismi myös nopeuttaa hajoamista ja hydrolyysiä sekä voi vähentää lietteen tilavuutta. Tutustu ultraäänikäsittelyn etuihin aerobisessa WAS-hajoituksessa!
Kirjallisuus/viitteet
- 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 valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio jotta Teollisuuden koko.