BIOMAN – बायोमास के पाचन के लिए अल्ट्रासाउंड
- बायोगैस से उत्पादित ऊर्जा सबसे महत्वपूर्ण नवीकरणीय संसाधनों में से एक है और यह ऐसे सब्सट्रेट तथा अपशिष्ट पदार्थों की आपूर्ति पर निर्भर करती है, जो कृषि योग्य भूमि के जिम्मेदार उपयोग तथा खाद्य और पशु आहार के सुरक्षित उत्पादन के अनुकूल हों।
- BIOMAN बायोगैस संयंत्रों के लिए कई भौतिक और एंज़ाइमी पूर्व-उपचार रणनीतियों तथा प्रौद्योगिकी की जाँच के लिए यूरोपीय संघ द्वारा वित्तपोषित एक परियोजना है।
- उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड बायोमास के पाचन में सुधार करने और इस प्रकार बायोगैस की उपज को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाने की एक सिद्ध विधि है।
पुनः अंतःक्षेपण लूप के साथ बायोगैस उत्पादन
BIOMAN
गोबर और कृषि अवशेष जैसे जैविक अपशिष्ट पदार्थ यूरोप और विश्वभर में उत्पादन के लिए एक प्रचुर संसाधन प्रदान करते हैं। हालांकि, इन सब्सट्रेट में कम मीथेन उत्पादन क्षमता वाले रेशों की मात्रा अधिक होती है (शुष्क पदार्थ की मात्रा का 5–80%), इसलिए प्रति टन बायोगैस की कम उपज के कारण बायोगैस संयंत्र के संचालन से मिलने वाले आर्थिक लाभ अक्सर इतने कम होते हैं कि उसका संचालन आर्थिक रूप से लाभदायक नहीं होता। बायोगैस की उपज में सुधार के लिए पूर्व-उपचारों (जैसे भौतिक, तापीय, रासायनिक और जैविक) को लाभकारी पाया गया है (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007)। Bioman परियोजना में प्रति टन अपशिष्ट बायोमास से बायोगैस की उपज बढ़ाने के उद्देश्य से पुनः अंतःक्षेपण लूप के लिए एक उपचार अवधारणा की जाँच की जा रही है। इसकी पूर्वशर्त यह है कि आर्थिक स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए उपचार से मिलने वाले लाभ परिचालन लागत से अधिक हों।
BIOMAN अनेक लघु एवं मध्यम उद्यमों (SMEs) के लिए बायोगैस संयंत्रों की भौतिक और एंज़ाइमी पूर्व-उपचार रणनीतियाँ तथा प्रौद्योगिकी विकसित करेगा। इससे संघ के लघु एवं मध्यम उद्यम सदस्य बाज़ार में संपूर्ण समाधान ला सकेंगे और कृषि क्षेत्र सीधे मवेशियों के गोबर तथा पुआल से बायोगैस संयंत्र चला सकेगा।
पुनः अंतःक्षेपण लूप
“पुनः अंतःक्षेपण लूप” ́ का उपयोग विभिन्न यांत्रिक और एंज़ाइमी उपचारों को मिलाकर ऐसे कठिनाई से विघटित होने वाले, कम ऊर्जा वाले सब्सट्रेट से बायोगैस बनाने के लिए किया जाता है जिनमें लिग्नोसेलुलोज़ की मात्रा अधिक होती है; चित्र 1 देखें। आकार घटाना, अल्ट्रासाउंड और एंज़ाइमी उपचार पुनः अंतःक्षेपण लूप में उपयोग की जाने वाली प्रौद्योगिकियाँ हैं। इन्हें बायोगैस रिएक्टर में पुनः परिसंचरण से पहले पूर्व-पाचित और जलरहित किए गए बायोमास पर लागू किया जाएगा तथा मुख्य ध्यान समग्र आर्थिक स्थिरता पर है (Uellendahl et al. 2013)।
आभार
BIOMAN को यूरोपीय संघ के सातवें फ्रेमवर्क कार्यक्रम से वित्तपोषण मिलता है, जिसका प्रबंधन करती है REA – अनुसंधान कार्यकारी एजेंसी: (FP7/2007-2013), अनुदान समझौते n0 FP7-SME-2012, 3,15,664, “BIOMAN” के तहत।
जानने योग्य तथ्य
बायोगैस क्या है और यह किन पदार्थों से बनी होती है?
बायोगैस ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में कार्बनिक पदार्थों के विघटन से उत्पन्न गैसों का मिश्रण है। इसके मुख्य घटक मीथेन (CH₄) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) हैं। बायोगैस के मुख्य घटक मीथेन (CH₄) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) हैं। बायोगैस का उत्पादन कृषि अपशिष्ट, गोबर, नगरपालिका अपशिष्ट, पादप सामग्री, सीवेज, हरित अपशिष्ट या खाद्य अपशिष्ट जैसे कच्चे पदार्थों से किया जा सकता है। यह एक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है और कई मामलों में इसका कार्बन पदचिह्न बहुत छोटा होता है।
चूँकि मीथेन, हाइड्रोजन और कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) का ऑक्सीजन के साथ दहन या ऑक्सीकरण किया जा सकता है, इसलिए बायोगैस का उपयोग नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। इस ऊर्जा का उपयोग अधिकतर ईंधन के रूप में और गर्म करने के लिए किया जाता है या इसे गैस इंजन के माध्यम से बिजली और ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है।
बायोगैस उत्पादन के लिए पूर्व-उपचार की आवश्यकता क्यों होती है?
गोबर और कृषि अवशेष जैसे जैविक अपशिष्ट पदार्थों में कम मीथेन उत्पादन क्षमता वाले रेशों की मात्रा अधिक होती है (शुष्क पदार्थ का 5–80%), जिससे प्रति टन बायोगैस की कम उपज के कारण बायोगैस संयंत्र अक्सर लाभहीन हो जाते हैं। उपज में सुधार के लिए पूर्व-उपचारों (यांत्रिक, तापीय, रासायनिक और जैविक) का उपयोग किया जाता है।
बायोमास के पाचन में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड की क्या भूमिका है?
उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड बायोमास के पाचन में सुधार करने और बायोगैस की उपज को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाने की एक सिद्ध विधि है। पुनः अंतःक्षेपण लूप में अल्ट्रासाउंड प्रमुख विघटन प्रौद्योगिकियों में से एक है, जिसका उपयोग आकार घटाने और एंज़ाइमी उपचारों के साथ किया जाता है।
मैं अपनी प्रक्रिया के लिए सही अल्ट्रासोनिक प्रणाली कैसे चुन सकता हूँ?
Hielscher प्रयोगशाला और औद्योगिक स्तर के अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर (16,000 W तक) प्रदान करता है और आपकी विशिष्ट आवश्यकताओं पर चर्चा करके ऐसी प्रणाली उपलब्ध कराएगा जो आपके पाचन या पूर्व-उपचार की व्यवस्था के अनुकूल हो।
क्या सोनिकेशन अपशिष्ट सक्रियित कीचड़ के वायवीय पाचन में सुधार करता है?
सोनिकेशन कीचड़ के पाचन को बेहतर बनाने का एक प्रभावी तरीका है। अल्ट्रासाउंड कोशिका भित्ति के विघटन और सब्सट्रेट की जैवउपलब्धता को बढ़ाकर प्रक्रिया में सुधार करता है, जिससे अवायवीय पाचन में प्रति टन अपशिष्ट बायोमास से मीथेन की उपज बढ़ती है। अपशिष्ट सक्रियित कीचड़ (WAS) के वायवीय पाचन में सोनिकेशन की यही क्रियाविधि विघटन और जल-अपघटन को भी तेज़ करती है तथा कीचड़ का आयतन कम कर सकती है। WAS के वायवीय पाचन में अल्ट्रासोनिक उपचार के लाभ जानें!
साहित्य/संदर्भ
- 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 उच्च-प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र बनाता है, जिनके आकार प्रयोगशाला स्तर से लेकर औद्योगिक स्तर तक होते हैं।