BIOMAN – Ultrahang a biomassza lebontásához
- A biogázból előállított energia az egyik legfontosabb megújuló erőforrás, és előállításának feltétele olyan szubsztrátok és hulladékanyagok rendelkezésre állása, amelyek felhasználása összeegyeztethető a szántóföldek felelős használatával, valamint a biztonságos élelmiszer- és takarmánytermeléssel.
- A BIOMAN az EU által finanszírozott projekt, amely a biogázüzemek számára alkalmazható különféle fizikai és enzimes előkezelési stratégiák és technológiák vizsgálatára irányul.
- A nagy teljesítményű ultrahang bevált módszer a biomassza lebontásának javítására és ezáltal a biogázhozam jelentős növelésére.
BIOMAN
A biológiai hulladékanyagok, például a trágya és a mezőgazdasági maradványok bőséges erőforrást kínálnak a termeléshez Európában és világszerte. Mivel azonban ezek a szubsztrátok nagy mennyiségű, alacsony metánpotenciálú rostot tartalmaznak (a szárazanyag-tartalom 5–80%-át), a biogázüzem működtetéséből származó gazdasági előnyök a tonnánkénti alacsony biogázhozam miatt gyakran túl csekélyek ahhoz, hogy a működés gazdaságilag nyereséges legyen. Kimutatták, hogy az előkezelések (például a mechanikai, termikus, kémiai és biológiai előkezelés) kedvezően hatnak a biogázhozam növelésére (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). A Bioman projektben a visszainjektálási kör kezelési koncepcióját vizsgálják azzal a céllal, hogy növeljék a hulladék biomassza tonnánkénti biogázhozamát, azzal az előfeltétellel, hogy a kezelésből származó előnyök meghaladják az üzemeltetési költségeket, biztosítva a gazdasági fenntarthatóságot.
A BIOMAN több kis- és középvállalkozás számára fog fizikai és enzimes előkezelési stratégiákat és technológiákat kidolgozni a biogázüzemekhez. Ez lehetővé teszi a konzorcium kis- és középvállalkozás tagjai számára, hogy teljes körű megoldásokat vigyenek piacra, a mezőgazdasági ágazat számára pedig azt, hogy a biogázüzemeket közvetlenül szarvasmarhatrágyával és szalmával működtesse.
A visszainjektálási kör
A „visszainjektálási kör” ́ nehezen lebontható, alacsony energiatartalmú, nagy lignocellulóz-tartalmú szubsztrátokból történő biogáztermelésre szolgál, különféle mechanikai és enzimes kezelések kombinálásával, lásd az 1. ábrát. Az aprítás, az ultrahangos kezelés és az enzimes kezelések a visszainjektálási körben alkalmazandó technológiák, amelyeket az előzetesen lebontott és víztelenített biomasszákon alkalmaznak, mielőtt azokat visszavezetik a biogázreaktorba; kiemelt szempont az átfogó gazdasági fenntarthatóság (Uellendahl et al. 2013).
Köszönetnyilvánítás
A BIOMAN finanszírozását az Európai Unió hetedik keretprogramja biztosítja, amelyet a REA – Kutatási Végrehajtó Ügynökség irányít: (FP7/2007-2013), az n0 FP7-SME-2012, 315 664, „BIOMAN” támogatási megállapodás alapján.
Hasznos tudnivalók
Mi a biogáz, és miből áll?
A biogáz olyan gázkeverék, amely szerves anyagok oxigén nélküli lebomlása során keletkezik. Fő összetevői a metán (CH₄) és a szén-dioxid (CO₂). A biogáz fő összetevői a metán (CH₄) és a szén-dioxid (CO₂). A biogáz olyan nyersanyagokból állítható elő, mint a mezőgazdasági hulladék, a trágya, a települési hulladék, a növényi anyagok, a szennyvíz, a zöldhulladék vagy az élelmiszer-hulladék. Megújuló energiaforrás, és sok esetben igen kis szénlábnyommal jár.
Mivel a metán, a hidrogén és a szén-monoxid (CO) oxigénnel elégethető vagy oxidálható, a biogázt megújuló energiaforrásként használják. Ezt az energiát többnyire üzemanyagként és fűtési célokra használják fel, vagy gázmotor segítségével villamos energiává és hővé alakítják.
Miért van szükség előkezelésre a biogáztermeléshez?
A biológiai hulladékanyagok, például a trágya és a mezőgazdasági maradványok nagy mennyiségű, alacsony metánpotenciálú rostot tartalmaznak (a szárazanyag 5–80%-át), ami a tonnánkénti alacsony biogázhozam miatt gyakran veszteségessé teszi a biogázüzemeket. A hozam növelésére előkezeléseket (mechanikai, termikus, kémiai és biológiai kezeléseket) alkalmaznak.
Milyen szerepet játszik a nagy teljesítményű ultrahang a biomassza lebontásában?
A nagy teljesítményű ultrahang bevált módszer a biomassza lebontásának javítására és a biogázhozam jelentős növelésére. A visszainjektálási körben az ultrahang az aprítás és az enzimes kezelések mellett alkalmazott egyik kulcsfontosságú dezintegrációs technológia.
Hogyan találhatom meg a folyamatomhoz megfelelő ultrahangos rendszert?
A Hielscher laboratóriumi és ipari ultrahangos processzorokat kínál (akár 16 000 W teljesítménnyel), és egyeztet Önnel az egyedi követelményeiről, hogy a lebontási vagy előkezelési berendezéseihez illeszkedő rendszert biztosítson.
Javítja-e az ultrahangos kezelés a fölös eleveniszap aerob lebontását?
Az ultrahangos kezelés hatékony módszer az iszaplebontás javítására. Az ultrahang a sejtfalak roncsolásának fokozásával és a szubsztrát biológiai hozzáférhetőségének növelésével javítja a folyamatot, ami anaerob lebontás esetén növeli a hulladék biomassza tonnánkénti metánhozamát. A fölös eleveniszap (WAS) aerob lebontásakor ugyanez az ultrahangos kezelési mechanizmus a dezintegrációt és a hidrolízist is felgyorsítja, és csökkentheti az iszap térfogatát. Fedezze fel az ultrahangos kezelés előnyeit a fölös eleveniszap (WAS) aerob lebontásában!
Szakirodalom/Hivatkozások
- 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.
A Hielscher Ultrasonics nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorokat gyárt a laboratóriumi mérettől az ipari méretig.
