BIOMAN – Ուլտրաձայնը կենսազանգվածի մարսման համար
- Կենսագազից ստացվող էներգիան վերականգնվող ամենակարևոր ռեսուրսներից մեկն է և պայմանավորված է այնպիսի սուբստրատների ու թափոնանյութերի մատակարարմամբ, որոնք համատեղելի են վարելահողերի պատասխանատու օգտագործման և անվտանգ սննդամթերքի ու կերերի արտադրության հետ։
- BIOMAN-ը ԵՄ ֆինանսավորմամբ իրականացվող նախագիծ է՝ կենսագազի կայանների համար ֆիզիկական և ֆերմենտային նախամշակման մի շարք ռազմավարություններ ու տեխնոլոգիա ուսումնասիրելու նպատակով։
- Հզոր ուլտրաձայնը կենսազանգվածի մարսումը բարելավելու և դրանով իսկ կենսագազի ելքը զգալիորեն մեծացնելու ապացուցված մեթոդ է։
Կենսագազի արտադրություն՝ վերաներարկման օղակով
BIOMAN
Կենսաբանական թափոնանյութերը, ինչպիսիք են գոմաղբը և գյուղատնտեսական մնացորդները, առատ ռեսուրս են ապահովում արտադրության համար Եվրոպայում և ամբողջ աշխարհում։ Սակայն, քանի որ այս սուբստրատները պարունակում են մեթանի ցածր ներուժ ունեցող մեծ քանակությամբ մանրաթելեր (չոր նյութի պարունակության 5–80%-ը), կենսագազի կայանի շահագործման տնտեսական օգուտները հաճախ չափազանց փոքր են տնտեսապես շահավետ լինելու համար՝ մեկ տոննայից կենսագազի ցածր ելքի պատճառով։ Ապացուցվել է, որ նախամշակումները (օրինակ՝ մեխանիկական, ջերմային, քիմիական և կենսաբանական) օգտակար են կենսագազի ելքը բարելավելու համար (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007)։ Bioman նախագծում ուսումնասիրվում է Վերաներարկման օղակի մշակման հայեցակարգը՝ թափոնային կենսազանգվածի մեկ տոննայից կենսագազի ելքը մեծացնելու նպատակով, այն նախապայմանով, որ մշակման օգուտները գերազանցեն շահագործման ծախսերը՝ տնտեսական կայունությունն ապահովելու համար։
BIOMAN-ը մի շարք փոքր և միջին ձեռնարկությունների (ՓՄՁ) համար կմշակի կենսագազի կայանների ֆիզիկական ու ֆերմենտային նախամշակման ռազմավարություններ և տեխնոլոգիա։ Սա կոնսորցիումի անդամ ՓՄՁ-ներին հնարավորություն կտա շուկա հանել ամբողջական լուծումներ, իսկ գյուղատնտեսության ոլորտին՝ կենսագազի կայանները գործարկել անմիջապես խոշոր եղջերավոր անասունների գոմաղբով և ծղոտով։
Վերաներարկման օղակը
«Վերաներարկման օղակը» ́ նախատեսված է լիգնոցելյուլոզի բարձր պարունակությամբ, դժվար քայքայվող և ցածր էներգետիկ արժեք ունեցող սուբստրատներից կենսագազ արտադրելու համար՝ համատեղելով մի շարք մեխանիկական ու ֆերմենտային մշակումներ. տե՛ս Նկար 1-ը։ Չափերի փոքրացումը, ուլտրաձայնը և ֆերմենտային մշակումները Վերաներարկման օղակում կիրառվելիք տեխնոլոգիաներ են, որոնք կկիրառվեն նախապես մարսված և ջրազրկված կենսազանգվածների նկատմամբ՝ մինչև կենսագազի ռեակտոր վերադարձնելը, իսկ հիմնական ուշադրության կենտրոնում ընդհանուր տնտեսական կայունությունն է (Uellendahl et al. 2013)։
Երախտագիտություն
BIOMAN-ը ֆինանսավորվում է Եվրոպական միության Յոթերորդ շրջանակային ծրագրով, որի կառավարումն իրականացնում է REA – Հետազոտությունների գործադիր գործակալությունը՝ (FP7/2007-2013), n0 FP7-SME-2012, 315 664, «BIOMAN» դրամաշնորհային համաձայնագրի շրջանակներում։
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ է կենսագազը և ինչի՞ց է այն կազմված։
Կենսագազը գազերի խառնուրդ է, որն առաջանում է թթվածնի բացակայությամբ օրգանական նյութի քայքայման արդյունքում։ Դրա հիմնական բաղադրիչներն են մեթանը (CH₄) և ածխածնի երկօքսիդը (CO₂)։ Կենսագազի հիմնական բաղադրիչներն են մեթանը (CH₄) և ածխածնի երկօքսիդը (CO₂)։ Կենսագազ կարելի է արտադրել այնպիսի հումքից, ինչպիսիք են գյուղատնտեսական թափոնները, գոմաղբը, քաղաքային թափոնները, բուսական նյութը, կեղտաջրերը, կանաչ թափոնները կամ սննդային թափոնները։ Այն վերականգնվող էներգիայի աղբյուր է և շատ դեպքերում ունի շատ փոքր ածխածնային հետք։
Քանի որ մեթանը, ջրածինը և ածխածնի մոնօքսիդը (CO) կարող են այրվել կամ օքսիդացվել թթվածնով, կենսագազն օգտագործվում է որպես վերականգնվող էներգիայի աղբյուր։ Այս էներգիան հիմնականում օգտագործվում է որպես վառելիք և ջեռուցման նպատակներով կամ գազային շարժիչի միջոցով փոխակերպվում է էլեկտրաէներգիայի ու ջերմության։
Ինչո՞ւ է կենսագազի արտադրության համար անհրաժեշտ նախամշակում։
Կենսաբանական թափոնանյութերը, ինչպիսիք են գոմաղբը և գյուղատնտեսական մնացորդները, պարունակում են մեթանի ցածր ներուժ ունեցող մեծ քանակությամբ մանրաթելեր (չոր նյութի 5–80%-ը), ինչը հաճախ կենսագազի կայանները դարձնում է ոչ շահավետ՝ մեկ տոննայից կենսագազի ցածր ելքի պատճառով։ Ելքը բարելավելու համար կիրառվում են նախամշակումներ (մեխանիկական, ջերմային, քիմիական և կենսաբանական)։
Ի՞նչ դեր է խաղում հզոր ուլտրաձայնը կենսազանգվածի մարսման մեջ։
Հզոր ուլտրաձայնը կենսազանգվածի մարսումը բարելավելու և կենսագազի ելքը զգալիորեն մեծացնելու ապացուցված մեթոդ է։ Վերաներարկման օղակում ուլտրաձայնը տարրալուծման հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկն է, որը կիրառվում է չափերի փոքրացման և ֆերմենտային մշակումների հետ մեկտեղ։
Ինչպե՞ս կարող եմ գտնել իմ գործընթացին համապատասխան ուլտրաձայնային համակարգը։
Hielscher ընկերությունն առաջարկում է լաբորատոր և արդյունաբերական դասի ուլտրաձայնային պրոցեսորներ (մինչև 16 000 W) և կքննարկի ձեր հատուկ պահանջները՝ ձեր մարսման կամ նախամշակման կայանքին համապատասխան համակարգ տրամադրելու համար։
Արդյո՞ք ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է ավելցուկային ակտիվ տիղմի աերոբ մարսումը։
Ուլտրաձայնային մշակումը տիղմի մարսումն ուժեղացնելու արդյունավետ միջոց է։ Ուլտրաձայնը բարելավում է գործընթացը՝ ուժեղացնելով բջջապատերի քայքայումը և մեծացնելով սուբստրատի կենսամատչելիությունը, ինչն անաերոբ մարսման դեպքում մեծացնում է թափոնային կենսազանգվածի մեկ տոննայից մեթանի ելքը։ Ավելցուկային ակտիվ տիղմի (WAS) աերոբ մարսման դեպքում ուլտրաձայնային մշակման նույն մեխանիզմը նաև արագացնում է տարրալուծումն ու հիդրոլիզը և կարող է նվազեցնել տիղմի ծավալը։ Բացահայտե՛ք ուլտրաձայնային մշակման առավելությունները ավելցուկային ակտիվ տիղմի (WAS) աերոբ մարսման համար։
Գրականություն/Հղումներ
- 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 ընկերությունն արտադրում է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր չափերից մինչև արդյունաբերական չափեր։