BIOMAN – אולטרסאונד לעיכול ביומסה
- אנרגיה המופקת מביוגז היא אחד ממקורות האנרגיה המתחדשים החשובים ביותר, והפקתה מותנית באספקת מצעים וחומרי פסולת העולה בקנה אחד עם שימוש אחראי בקרקעות חקלאיות ועם ייצור בטוח של מזון ומספוא.
- BIOMAN הוא פרויקט במימון האיחוד האירופי לחקר כמה אסטרטגיות וטכנולוגיות לטיפול מקדים פיזיקלי ואנזימטי עבור מתקני ביוגז.
- אולטרסאונד רב־עוצמה הוא שיטה מוכחת לשיפור עיכול הביומסה ובכך להגדלה משמעותית של תפוקת הביוגז.
ייצור ביוגז באמצעות לולאת הזרקה חוזרת
BIOMAN
חומרי פסולת ביולוגיים, כגון זבל בעלי חיים ושאריות חקלאיות, מהווים משאב שופע לייצור, באירופה וברחבי העולם. עם זאת, מכיוון שמצעים אלה מכילים כמות גדולה של סיבים (5–80% מתכולת החומר היבש) בעלי פוטנציאל מתאן נמוך, התועלת הכלכלית שבהפעלת מתקן ביוגז נמוכה לעיתים קרובות מכדי להבטיח רווחיות כלכלית, בשל תפוקת הביוגז הנמוכה לטונה. נמצא כי טיפולים מקדימים (למשל מכניים, תרמיים, כימיים וביולוגיים) מועילים לשיפור תפוקת הביוגז (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). במסגרת פרויקט Bioman נבחנת תפיסת טיפול עבור לולאת ההזרקה החוזרת, במטרה להגדיל את תפוקת הביוגז לטונה של פסולת ביומסה, בתנאי שהתועלת מהטיפול תעלה על עלויות התפעול כדי להבטיח קיימות כלכלית.
BIOMAN יפתח עבור מספר עסקים קטנים ובינוניים אסטרטגיות וטכנולוגיות לטיפול מקדים פיזיקלי ואנזימטי עבור מתקני ביוגז. כך יוכלו העסקים הקטנים והבינוניים החברים בקונסורציום להציע לשוק פתרונות מלאים, והמגזר החקלאי יוכל להפעיל מתקני ביוגז ישירות על בסיס זבל בקר וקש.
לולאת ההזרקה החוזרת
"לולאת ההזרקה החוזרת" ́ מיועדת לייצור ביוגז ממצעים קשי פירוק בעלי תכולת אנרגיה נמוכה ותכולה גבוהה של ליגנוצלולוז, באמצעות שילוב של מגוון טיפולים מכניים ואנזימטיים, ראו איור 1. הקטנת גודל, אולטרסאונד וטיפולים אנזימטיים הם טכנולוגיות שישמשו בלולאת ההזרקה החוזרת וייושמו על ביומסות שעברו עיכול מקדים וסילוק מים, לפני החזרתן לכור הביוגז, תוך התמקדות מרכזית בקיימות הכלכלית הכוללת (Uellendahl et al. 2013).
הכרת תודה
BIOMAN ממומן במסגרת תוכנית המסגרת השביעית של האיחוד האירופי, המנוהלת על ידי REA – הסוכנות המבצעת למחקר: (FP7/2007-2013) במסגרת הסכם מענק n0 FP7-SME-2012, 315,664, "BIOMAN".
עובדות שכדאי לדעת
מהו ביוגז וממה הוא מורכב?
ביוגז הוא תערובת גזים הנוצרת 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 להפיק ביוגז מחומרי גלם כגון פסולת חקלאית, זבל בעלי חיים, פסולת עירונית, חומר צמחי, שפכים, פסולת ירוקה או פסולת מזון. זהו מקור אנרגיה מתחדש, ובמקרים רבים טביעת הרגל הפחמנית שלו קטנה מאוד.
מכיוון שניתן לשרוף או לחמצן מתאן, מימן ופחמן חד־חמצני (CO) באמצעות חמצן, ביוגז משמש כמקור אנרגיה מתחדש. אנרגיה זו משמשת בעיקר כדלק ולמטרות חימום, או מומרת לחשמל ולחום באמצעות מנוע גז.
מדוע נדרש טיפול מקדים לייצור ביוגז?
חומרי פסולת ביולוגיים, כגון זבל בעלי חיים ושאריות חקלאיות, מכילים כמות גדולה של סיבים (5–80% מהחומר היבש) בעלי פוטנציאל מתאן נמוך, דבר שלעיתים קרובות הופך מתקני ביוגז ללא רווחיים בשל תפוקת ביוגז נמוכה לטונה. טיפולים מקדימים (מכניים, תרמיים, כימיים וביולוגיים) משמשים לשיפור התפוקה.
מה תפקידו של אולטרסאונד רב־עוצמה בעיכול ביומסה?
אולטרסאונד רב־עוצמה הוא שיטה מוכחת לשיפור עיכול הביומסה ולהגדלה משמעותית של תפוקת הביוגז. במסגרת לולאת ההזרקה החוזרת, אולטרסאונד הוא אחת מטכנולוגיות הפירוק המרכזיות המיושמות לצד הקטנת גודל וטיפולים אנזימטיים.
כיצד אוכל למצוא את המערכת האולטרסונית המתאימה לתהליך שלי?
Hielscher מציעה מעבדים אולטרסוניים לשימוש מעבדתי ותעשייתי (עד 16,000 W) ותדון איתכם בדרישות הספציפיות שלכם כדי לספק מערכת המתאימה למערך העיכול או הטיפול המקדים שלכם.
האם סוניקציה משפרת עיכול אירובי של בוצה משופעלת עודפת?
סוניקציה היא דרך יעילה לשיפור עיכול בוצה. אולטרסאונד משפר את התהליך באמצעות הגברת פירוק דופנות התאים והזמינות הביולוגית של המצע, דבר המגדיל בעיכול אנאירובי את תפוקת המתאן לטונה של פסולת ביומסה. בעיכול אירובי של בוצה משופעלת עודפת (WAS), אותו מנגנון סוניקציה מאיץ גם את הפירוק וההידרוליזה ועשוי להפחית את נפח הבוצה. גלו את היתרונות של טיפול אולטרסוני בעיכול אירובי של WAS!
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.
