ביומן – אולטרסאונד לעיכול ביומסה
- אנרגיה המופקת מביוגז היא אחד המשאבים המתחדשים החשובים ביותר והיא מותנית באספקת מצעים וחומרי פסולת התואמים שימוש אחראי באדמות ראויות לעיבוד, וייצור בטוח של מזון ומספוא.
- BIOMAN הוא פרויקט במימון האיחוד האירופי לחקר מספר אסטרטגיות וטכנולוגיות קדם-טיפול פיזיקליות ואנזימטיות עבור מפעלי ביוגז.
- אולטרסאונד כוח היא שיטה מוכחת לשיפור העיכול של ביומסה ובכך להגדיל את תפוקת הביוגז באופן משמעותי.
ייצור ביוגז עם לולאת הזרקה מחדש
ביומן
חומרי פסולת ביולוגית כגון זבל ושאריות חקלאיות מציעים משאב שופע לייצור, באירופה ובעולם. עם זאת, מכיוון שמצעים אלה מכילים כמות גבוהה של סיבים (5-80% מתכולת החומר היבש) עם פוטנציאל מתאן נמוך, היתרונות הכלכליים להפעלת מפעל ביוגז הם לעתים קרובות נמוכים מכדי להיות רווחיים כלכלית בשל תפוקת הביוגז הנמוכה לטון. כדי לשפר את תפוקת הביוגז, טיפולים מקדימים (למשל מכניים, תרמיים, כימיים וביולוגיים) הוכחו כמועילים (Angelidaki & ארינג, 2000; Uellendahl et al., 2007). בפרויקט ביומן נחקרת תפיסת טיפול בלולאה של הזרקה מחדש במטרה להגדיל את תפוקת הביוגז לטון ביומסה של פסולת, עם תנאי מוקדם לכך שיתרונות הטיפול יעלו על עלויות התפעול כדי להבטיח קיימות כלכלית.
BIOMAN תפתח עבור שורה של חברות קטנות ובינוניות אסטרטגיות וטכנולוגיות קדם-טיפול פיזיקליות ואנזימטיות עבור מפעלי ביוגז. הדבר יאפשר לחברי הקונסורציום של חברות קטנות ובינוניות להביא פתרונות מלאים לשוק ויאפשר למגזר החקלאי להפעיל מפעלי ביוגז ישירות על זבל בקר וקש.
לולאת ההזרקה מחדש
“לולאת ההזרקה מחדש” ́ מיועדת לייצור ביוגז מחומרי גלם עקשניים בעלי אנרגיה נמוכה ותכולת ליגנוצלולוזה גבוהה, באמצעות שילוב של מגוון טיפולים מכניים ואנזימטיים; ראו איור 1. טיפולי פירוק, אולטרה-סאונד וטיפולים אנזימטיים הם טכנולוגיות שייעשה בהן שימוש בלולאת ההזרקה מחדש, והן יוחלו על ביומסה שעברה עיכול מקדים והתייבשות לפני החזרתה לכור הביוגז; הדגש העיקרי הוא על הקיימות הכלכלית הכוללת (Uellendahl et al. 2013).
הכרה
BIOMAN ממומנת על ידי תוכנית המסגרת השביעית של האיחוד האירופי המנוהלת על ידי ריאה – סוכנות מחקר(FP7/2007-2013) תחת הסכם מענק n0 FP7-SME-2012, 315664, “ביומן”.
עובדות שכדאי לדעת
מהו ביוגז וממה הוא מורכב?
ביוגז הוא תערובת של גזים הנוצרת כתוצאה מפירוק חומר אורגני בהיעדר חמצן. מרכיביו העיקריים הם מתאן (CH₄) ופחמן דו-חמצני (CO₂). המרכיבים העיקריים של ביוגז הם מתאן (CH₄) ופחמן דו-חמצני (CO₂). ניתן לייצר ביוגז מחומרי גלם כגון פסולת חקלאית, זבל, פסולת עירונית, חומר צמחי, ביוב, פסולת ירוקה או פסולת מזון. זהו מקור אנרגיה מתחדש, ובמקרים רבים טביעת הרגל הפחמנית שלו זעירה ביותר.
מאחר שמתאן, מימן ופחמן חד-חמצני (CO) יכולים להישרף או להתחמצן באמצעות חמצן, ביו-גז משמש כמקור אנרגיה מתחדשת. אנרגיה זו משמשת בעיקר כדלק ולמטרות חימום או שהיא מומרת באמצעות מנוע גז לחשמל וחום.
מדוע יש צורך בטיפול מקדים לייצור ביוגז?
פסולת ביולוגית כגון זבל ושאריות חקלאיות מכילה כמות גבוהה של סיבים (5–80% מהחומר היבש) עם פוטנציאל מתאן נמוך, מה שלעתים קרובות הופך את מתקני הביוגז ללא רווחיים בשל התפוקה הנמוכה של ביוגז לטון. כדי לשפר את התפוקה נעשה שימוש בטיפולים מקדימים (מכניים, תרמיים, כימיים וביולוגיים).
איזה תפקיד ממלא אולטרסאונד בעוצמה גבוהה בתהליך העיכול של ביומסה?
אולטרסאונד בעוצמה גבוהה הוא שיטה מוכחת לשיפור פירוק הביומסה ולהגדלה משמעותית של תפוקת הביוגז. במסגרת מעגל ההזרקה החוזרת (Re-Injection Loop), האולטרסאונד הוא אחת מטכנולוגיות הפירוק המרכזיות המיושמות לצד תהליכי צמצום גודל וטיפולים אנזימטיים.
כיצד אוכל למצוא את מערכת האולטראסאונד המתאימה לתהליך שלי?
חברת Hielscher מציעה מעבדים קולייים ברמה מעבדתית ותעשייתית (בעוצמה של עד 16,000 וואט) ותדון בדרישות הספציפיות שלכם על מנת לספק מערכת המתאימה למערך העיכול או הטיפול המקדים שלכם.
האם שימוש באולטרסאונד משפר את הפירוק האאירובי של בוצה פעילה?
שימוש באולטרסאונד הוא דרך יעילה לשיפור תהליך העיכול של בוצה. אולטרסאונד משפר את התהליך על ידי הגברת פירוק דפנות התאים והגברת הזמינות הביולוגית של המצע, מה שמגדיל, בתהליך העיכול האנאירובי, את תפוקת המתאן לטון של ביומסה מפסולת. בעיכול אירובי של בוצה פעילה (WAS), אותו מנגנון של סוניקציה מאיץ גם את התפוררות הבוצה וההידרוליזה, ויכול להפחית את נפח הבוצה. גלו את היתרונות של טיפול באולטרסאונד בתהליך פירוק WAS אירובי!
ספרות/מקורות
- 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 מייצרת הומוגנייזרים קוליים בעלי ביצועים גבוהים מ המעבדה ל גודל תעשייתי.