BIOMAN – Ultrazvuk za digestiju biomase
- Energija proizvedena iz bioplina jedan je od najvažnijih obnovljivih resursa i ovisi o opskrbi supstratima i otpadnim materijalima koja je usklađena s odgovornim korištenjem obradivog zemljišta te sigurnom proizvodnjom hrane i hrane za životinje.
- BIOMAN je projekt koji financira EU radi istraživanja nekoliko fizikalnih i enzimskih strategija i tehnologija predobrade za bioplinska postrojenja.
- Ultrazvuk visokog intenziteta dokazana je metoda za poboljšanje digestije biomase i time znatno povećanje prinosa bioplina.
Proizvodnja bioplina s petljom ponovnog ubrizgavanja
BIOMAN
Biološki otpadni materijali poput stajskog gnoja i poljoprivrednih ostataka obilan su resurs za proizvodnju u Europi i svijetu. Međutim, budući da ti supstrati sadrže velik udio vlakana (5–80% sadržaja suhe tvari) s niskim metanskim potencijalom, ekonomske koristi od rada bioplinskog postrojenja često su premale da bi ono bilo gospodarski isplativo zbog niskog prinosa bioplina po toni. Pokazalo se da su predobrade (npr. mehanička, toplinska, kemijska i biološka) korisne za poboljšanje prinosa bioplina (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). U projektu Bioman istražuje se koncept obrade za petlju ponovnog ubrizgavanja s ciljem povećanja prinosa bioplina po toni otpadne biomase, uz preduvjet da koristi obrade premašuju operativne troškove kako bi se osigurala ekonomska održivost.
BIOMAN će za niz malih i srednjih poduzeća razviti fizikalne i enzimske strategije i tehnologije predobrade za bioplinska postrojenja. To će malim i srednjim poduzećima koja su članovi konzorcija omogućiti da na tržište plasiraju cjelovita rješenja, a poljoprivrednom sektoru omogućiti rad bioplinskih postrojenja izravno na goveđem stajskom gnoju i slami.
Petlja ponovnog ubrizgavanja
“Petlja ponovnog ubrizgavanja” ́ služi za proizvodnju bioplina iz teško razgradivih supstrata niske energetske vrijednosti s visokim udjelom lignoceluloze kombiniranjem niza mehaničkih i enzimskih obrada, vidi sliku 1. Usitnjavanje, ultrazvuk i enzimske obrade tehnologije su koje će se upotrebljavati u petlji ponovnog ubrizgavanja i primjenjivati na prethodno digestiranoj biomasi iz koje je uklonjena voda, prije njezina ponovnog vraćanja u bioplinski reaktor, pri čemu je ključni naglasak na ukupnoj ekonomskoj održivosti (Uellendahl et al. 2013).
Zahvala
BIOMAN se financira iz Sedmog okvirnog programa Europske unije kojim upravlja REA – Izvršna agencija za istraživanje: (FP7/2007-2013) u okviru sporazuma o dodjeli bespovratnih sredstava n0 FP7-SME-2012, 315.664, “BIOMAN”.
Korisne činjenice
Što je bioplin i od čega se sastoji?
Bioplin je smjesa plinova koja nastaje razgradnjom organske tvari bez prisutnosti kisika. Njegove glavne sastavnice su metan (CH₄) i ugljikov dioksid (CO₂). Glavne sastavnice bioplina su metan (CH₄) i ugljikov dioksid (CO₂). Bioplin se može proizvoditi iz sirovina kao što su poljoprivredni otpad, stajski gnoj, komunalni otpad, biljni materijal, otpadne vode, zeleni otpad ili otpad od hrane. Obnovljiv je izvor energije i u mnogim slučajevima ima vrlo malen ugljični otisak.
Budući da metan, vodik i ugljikov monoksid (CO) mogu izgarati ili oksidirati s kisikom, bioplin se upotrebljava kao obnovljiv izvor energije. Ta se energija uglavnom upotrebljava kao gorivo i za grijanje ili se putem plinskog motora pretvara u električnu i toplinsku energiju.
Zašto je za proizvodnju bioplina potrebna predobrada?
Biološki otpadni materijali poput stajskog gnoja i poljoprivrednih ostataka sadrže velik udio vlakana (5–80% suhe tvari) s niskim metanskim potencijalom, zbog čega su bioplinska postrojenja često neisplativa uslijed niskog prinosa bioplina po toni. Predobrade (mehanička, toplinska, kemijska i biološka) upotrebljavaju se za poboljšanje prinosa.
Koju ulogu ima ultrazvuk visokog intenziteta u digestiji biomase?
Ultrazvuk visokog intenziteta dokazana je metoda za poboljšanje digestije biomase i znatno povećanje prinosa bioplina. U petlji ponovnog ubrizgavanja ultrazvuk je jedna od ključnih tehnologija dezintegracije koje se primjenjuju uz usitnjavanje i enzimske obrade.
Kako mogu pronaći odgovarajući ultrazvučni sustav za svoj proces?
Hielscher nudi laboratorijske i industrijske ultrazvučne procesore (do 16.000 W) te će s vama razmotriti vaše specifične zahtjeve kako bi vam osigurao sustav koji odgovara vašem sustavu digestije ili predobrade.
Poboljšava li sonikacija aerobnu digestiju viška aktivnog mulja?
Sonikacija je učinkovit način poboljšanja digestije mulja. Ultrazvuk poboljšava proces povećanjem razaranja staničnih stijenki i bioraspoloživosti supstrata, što u anaerobnoj digestiji povećava prinos metana po toni otpadne biomase. Pri aerobnoj digestiji viška aktivnog mulja (WAS) isti mehanizam sonikacije također ubrzava dezintegraciju i hidrolizu te može smanjiti volumen mulja. Otkrijte prednosti ultrazvučne obrade pri aerobnoj digestiji viška aktivnog mulja (WAS)!
Literatura/Reference
- 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 proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi u veličinama od laboratorijskih do industrijskih.