嫌気性消化前の家畜ふん尿の超音波崩壊
超音波崩壊はメタン（CH4）収量を増加させ、固形物滞留時間（SRT）を短縮し、嫌気性消化の総合的な性能を向上させます。これは、家畜ふん尿中の生物固形物および細菌細胞の崩壊と、粒子状物質の可溶化による細胞内成分の放出の結果です。家畜ふん尿の前処理に用いるHielscherの超音波リアクターは、嫌気性消化におけるメタン（バイオガス）生成量と溶解性化学的酸素要求量（SCOD）を増加させます。
家畜ふん尿の嫌気性消化
家畜由来の廃棄物は、有機物含有量の低減、臭気の低減、および覆いを設けたシステムからの温室効果ガス排出量の削減を目的として、嫌気性消化されます。ふん尿中の病原体の低減も、期待できる利点の一つです。消化に用いられる典型的な家畜由来の廃棄物には、豚ふん尿（子豚や成豚のふん尿）、乳牛ふん尿または肉牛肥育場のふん尿、鶏ふん、七面鳥ふん、ピットの掻き取り廃棄物、液状ふん尿、肥育場からの流出水、ふん尿排水があります。
超音波崩壊
超音波キャビテーションは有機固形物を崩壊させ、溶存有機基質の量を増加させるとともに、嫌気性消化プロセスにおける生物固形物の分解速度と消化性を高めます。この前処理により、後続の嫌気性消化に利用できる表面積が増加します。その結果、生物固形物粒子からバイオガスへの変換が改善されます。これにより、生分解性が向上し、バイオガス収量と溶解性化学的酸素要求量（SCOD）が増加します。
超音波リアクター
Hielscherは、少量から大量までの処理量に対応するインライン前処理用超音波崩壊装置を提供しています。すべての超音波リアクターは、装置の稼働率を最大限に高めるため、連続運転（24hrs/7d/365d）を行うように設計されています。廃棄物の組成、TS、消化槽内の固形物滞留時間などの要因に応じて、必要な装置容量は、ほとんどの設備で2–10 kW（処理量1 m3/hourあたり）の範囲で変動します。Hielscherの超音波プローブとリアクターの形状は、消化前の廃棄物および汚泥の前処理における長年の実務経験に基づいて最適化されています。超音波処理パラメーターの設定と水理設計は崩壊効果に大きく影響するため、この点は重要です。Hielscherの超音波リアクターは、より粘度の高い（希釈度の低い）材料の処理を可能にし、プロセス効率を高めます。また、Hielscherの超音波装置は81%を超える卓越した電気効率を備えており、これにより、より高い崩壊性能が得られます。超音波処理前にマセレーターを使用すると、大きな粒子や繊維が細かくなり、超音波システムへの供給物の均一性が向上します。
48kW超音波プロセッサー
大流量の流れに対応
インライン超音波崩壊装置
混合廃棄物の共消化
消化前の超音波崩壊の利点は、家畜ふん尿以外にも及びます。超音波処理は、ふん尿と食品廃棄物、 都市下水汚泥 、さらにはバイオディーゼル製造から得られる粗グリセリンとの共消化における加水分解を改善します。中温または高温での共消化前の前処理として超音波崩壊を行うと、超音波処理を行わない材料に比べて、体積当たりのメタン収量が大幅に増加し、H2S（臭気）および排水中のアンモニアが減少します。超音波崩壊前のふん尿に少量のグリセリン（4–6%）を添加すると、バイオガス生成量が大幅に増加します。
超音波処理の利点
超音波崩壊の明らかな効果は、バイオガス収量の増加です。しかし、材料の消化後に廃棄物が減少することで、トラック輸送費と脱水費が低減し、さらに大きな費用削減につながります。滞留時間の短縮は消化槽の処理能力を向上させ、追加の消化槽の設置を回避する助けとなる可能性があります。H2Sの減少による臭気の低減と、排水中のアンモニアの減少は、環境面で意義があります。
設置と既存設備への追加導入
Hielscherの超音波リアクターは、新規プロジェクトに容易に組み込むことも、既存の嫌気性消化槽に追加導入することもできます。例えば、 UIP2000（20kHz, 2000ワット） にCascatrodeプローブとフローセルリアクターを組み合わせたシステムを使用して、お使いの廃棄物への効果を小規模で試験できます。大容量超音波システム（例えば、10x UIP4000、40キロワット）のモジュール設計により、柔軟な設置と段階的な増強が可能です。特に既存の消化槽に追加導入する場合、超音波処理装置の費用は、費用削減とバイオガス収入によって短期間で回収されます。無料の情報提供については、お問い合わせください！
バイオガス – 再生可能エネルギー
バイオガスは、環境に優しい再生可能エネルギーです。 バイオディーゼル と バイオエタノール は主に食用または非食用の作物から製造される一方、ふん尿由来のバイオガスは農業廃棄物を利用します。バイオガスには、エネルギーを大量に消費する蒸留や強い化学薬品が不要であり、カーボンフットプリントも非常に小さいという特徴があります。超音波を利用した嫌気性消化は、多くの畜産事業において、商用天然ガスの価格と競争力のある、またはそれを下回るコストで、クリーンで環境に優しい再生可能エネルギーを生み出します。