BIOMAN – ულტრაბგერა ბიომასის ბიოლოგიური დაშლისთვის
- ბიოგაზისგან მიღებული ენერგია ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი განახლებადი რესურსია და დამოკიდებულია სუბსტრატებისა და ნარჩენების ისეთ მიწოდებაზე, რომელიც თავსებადია სახნავი მიწების პასუხისმგებლიან გამოყენებასთან და ადამიანისა და ცხოველთა საკვების უსაფრთხო წარმოებასთან.
- BIOMAN არის EU-ს მიერ დაფინანსებული პროექტი ბიოგაზის ქარხნებისთვის რამდენიმე ფიზიკური და ფერმენტული წინასწარი დამუშავების სტრატეგიებისა და ტექნოლოგიების შესასწავლად.
- მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა ბიომასის ბიოლოგიური დაშლის გაუმჯობესებისა და, შესაბამისად, ბიოგაზის გამოსავლიანობის მნიშვნელოვნად გაზრდის დადასტურებული მეთოდია.
ბიოგაზის წარმოება რეინიექციის მარყუჟით
BIOMAN
ბიოლოგიური ნარჩენები, როგორიცაა ნაკელი და სასოფლო-სამეურნეო ნარჩენები, წარმოებისთვის უხვ რესურსს წარმოადგენს ევროპასა და მთელ მსოფლიოში. თუმცა, ვინაიდან ეს სუბსტრატები შეიცავს დიდი რაოდენობით ბოჭკოებს (მშრალი მასის 5-80%), რომლებსაც მეთანის წარმოქმნის დაბალი პოტენციალი აქვს, ტონაზე ბიოგაზის დაბალი გამოსავლიანობის გამო ბიოგაზის ქარხნის ექსპლუატაციით მიღებული ეკონომიკური სარგებელი ხშირად მეტისმეტად მცირეა რენტაბელობის უზრუნველსაყოფად. ნაჩვენებია, რომ წინასწარი დამუშავება (მაგ. მექანიკური, თერმული, ქიმიური და ბიოლოგიური) სასარგებლოა ბიოგაზის გამოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). Bioman-ის პროექტში შესწავლილია Re-Injection Loop-ისთვის განკუთვნილი დამუშავების კონცეფცია, რომლის მიზანია ნარჩენი ბიომასის თითოეულ ტონაზე ბიოგაზის გამოსავლიანობის გაზრდა იმ პირობით, რომ ეკონომიკური მდგრადობის უზრუნველსაყოფად დამუშავებით მიღებული სარგებელი საოპერაციო ხარჯებს უნდა აღემატებოდეს.
BIOMAN რამდენიმე მცირე და საშუალო საწარმოსთვის (SME) შეიმუშავებს ბიოგაზის ქარხნებისთვის განკუთვნილ ფიზიკურ და ფერმენტულ წინასწარი დამუშავების სტრატეგიებსა და ტექნოლოგიებს. ეს კონსორციუმის წევრ მცირე და საშუალო საწარმოებს საშუალებას მისცემს, ბაზარზე სრული გადაწყვეტილებები გაიტანონ, ხოლო სასოფლო-სამეურნეო სექტორს – ბიოგაზის ქარხნები უშუალოდ მსხვილფეხა რქოსანი პირუტყვის ნაკელითა და ჩალით ამუშაოს.
რეინიექციის მარყუჟი
„Re-Injection Loop“ განკუთვნილია ლიგნოცელულოზის მაღალი შემცველობის მქონე, ძნელად დაშლადი, დაბალენერგეტიკული სუბსტრატებიდან ბიოგაზის მისაღებად მექანიკური და ფერმენტული დამუშავების სხვადასხვა მეთოდის კომბინაციით, იხ. სურათი 1. დაქუცმაცება, ულტრაბგერითი და ფერმენტული დამუშავება ის ტექნოლოგიებია, რომლებიც გამოყენებული იქნება Re-Injection Loop-ში წინასწარ ბიოლოგიურად დაშლილ და გაუწყლოებულ ბიომასაზე, ბიოგაზის რეაქტორში მის დაბრუნებამდე. განსაკუთრებული ყურადღება ეთმობა საერთო ეკონომიკურ მდგრადობას (Uellendahl et al. 2013).
მადლობის გადაცემა
BIOMAN დაფინანსებულია ევროპული კავშირის მეშვიდე ჩარჩო პროგრამის ფარგლებში, რომელსაც მართავს REA – Research Executive Agency: (FP7/2007-2013) გრანტის შეთანხმების ნომრით FP7-SME-2012, 315664, “BIOMAN”.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
რა არის ბიოგაზი და რისგან შედგება ის?
ბიოგაზი არის აირების ნარევი, რომელიც მიიღება ორგანული ნივთიერებების დაშლით ჟანგბადის არარსებობის პირობებში. მისი მთავარი კომპონენტებია მეთანი (CH₄) და ნახშირორჟანგი (CO₂). ბიოგაზის მთავარი კომპონენტებია მეთანი (CH₄) და ნახშირორჟანგი (CO₂). ბიოგაზი შეიძლება წარმოიქმნას ისეთი ნედლეულისგან, როგორიცაა სასოფლო-სამეურნეო ნარჩენები, ნაკელი, მუნიციპალური ნარჩენები, მცენარეული მასალა, საკანალიზაციო წყლები, მწვანე ნარჩენები ან საკვების ნარჩენები. ის განახლებადი ენერგიის წყაროა და ხშირ შემთხვევაში ძალიან მცირე ნახშირბადის კვალს ტოვებს.
ვინაიდან მეთანი, წყალბადი და ნახშირბადის ოქსიდი (CO) შეიძლება დაიწვას ან დაიჟანგოს ჟანგბადთან ერთად, ბიოგაზი გამოიყენება როგორც განახლებადი ენერგიის წყარო. ეს ენერგია ძირითადად გამოიყენება როგორც საწვავი და გათბობის მიზნებისთვის, ან ის გარდაიქმნება გაზის ძრავის მეშვეობით ელექტროენერგიად და სითბოდ.
რატომ არის საჭირო წინასწარი დამუშავება ბიოგაზის წარმოებისთვის?
ბიოლოგიური ნარჩენები, როგორიცაა ნაკელი და სასოფლო-სამეურნეო ნარჩენები, შეიცავს დიდი რაოდენობით ბოჭკოებს (მშრალი მასის 5–80%), რომლებსაც მეთანის წარმოქმნის დაბალი პოტენციალი აქვს. ტონაზე ბიოგაზის დაბალი გამოსავლიანობის გამო ეს ხშირად ბიოგაზის ქარხნებს არარენტაბელურს ხდის. გამოსავლიანობის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება წინასწარი დამუშავება (მექანიკური, თერმული, ქიმიური და ბიოლოგიური).
რა როლს ასრულებს მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა ბიომასის ბიოლოგიურ დაშლაში?
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერა ბიომასის ბიოლოგიური დაშლის გაუმჯობესებისა და ბიოგაზის გამოსავლიანობის მნიშვნელოვნად გაზრდის დადასტურებული მეთოდია. Re-Injection Loop-ის ფარგლებში ულტრაბგერა დეზინტეგრაციის ერთ-ერთი ძირითადი ტექნოლოგიაა, რომელიც დაქუცმაცებასა და ფერმენტულ დამუშავებასთან ერთად გამოიყენება.
როგორ შემიძლია ვიპოვო ჩემი პროცესისთვის შესაბამისი ულტრაბგერითი სისტემა?
Hielscher გთავაზობთ ლაბორატორიული და სამრეწველო კლასის ულტრაბგერით პროცესორებს (16,000 W-მდე) და განიხილავს თქვენს კონკრეტულ მოთხოვნებს, რათა მოგაწოდოთ სისტემა, რომელიც შეესაბამება ბიოლოგიური დაშლის ან წინასწარი დამუშავების თქვენს დანადგარს.
აუმჯობესებს თუ არა ულტრაბგერითი დამუშავება ჭარბი აქტიური ლამის აერობულ დაშლას?
ულტრაბგერითი დამუშავება ლამის ბიოლოგიური დაშლის გაუმჯობესების ეფექტური გზაა. ულტრაბგერა აუმჯობესებს პროცესს უჯრედის კედლების რღვევისა და სუბსტრატის ბიოხელმისაწვდომობის გაზრდით, რაც ანაერობული დაშლისას ზრდის მეთანის გამოსავლიანობას ნარჩენი ბიომასის თითოეულ ტონაზე. ჭარბი აქტიური ლამის (WAS) აერობული დაშლისას ულტრაბგერითი დამუშავების იგივე მექანიზმი ასევე აჩქარებს დეზინტეგრაციასა და ჰიდროლიზს და შეუძლია ლამის მოცულობის შემცირება. აღმოაჩინეთ ულტრაბგერითი დამუშავების უპირატესობები ჭარბი აქტიური ლამის (WAS) აერობული დაშლისას!
ლიტერატურა/გამოყენებული წყაროები
- 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 აწარმოებს მაღალი წარმადობის ულტრაბგერით ჰომოგენიზატორებს ლაბორატორიული დან სამრეწველო ზომამდე.