바이오맨 – 바이오매스 소화를 위한 초음파
- 바이오 가스에서 생산된 에너지는 가장 중요한 재생 가능 자원 중 하나이며 경작지의 책임 있는 사용, 안전한 식품 및 사료 생산과 호환되는 기질 및 폐기물의 공급에 의해 조절됩니다.
- BIOMAN은 바이오가스 플랜트를 위한 여러 물리 및 효소 전처리 전략과 기술을 연구하기 위한 EU 자금 지원 프로젝트입니다.
- 파워 초음파는 바이오매스의 소화를 개선하여 바이오가스 수율을 크게 증가시키는 입증된 방법입니다.
재주입 루프를 통한 바이오가스 생산
바이오맨
분뇨 및 농업 잔류물과 같은 생물학적 폐기물은 유럽 및 전 세계적으로 생산에 풍부한 자원을 제공합니다. 그러나 이러한 기질에는 메탄 잠재력이 낮은 다량의 섬유(건조 물질 함량의 5-80%)가 포함되어 있기 때문에 톤당 바이오가스 수율이 낮기 때문에 바이오가스 플랜트 운영에 대한 경제적 이점이 너무 낮아 경제적으로 수익성이 없는 경우가 많습니다. 바이오가스 수율을 개선하기 위해 전처리(예: 기계적, 열적, 화학적 및 생물학적)가 유익한 것으로 나타났습니다(Angelidaki & 아링, 2000; Uellendahl et al., 2007)을 참조하십시오. Bioman 프로젝트에서는 폐 바이오매스 톤당 바이오가스 수율을 높이는 것을 목표로 Re-Injection Loop에 대한 처리 개념을 조사하며, 경제적 지속 가능성을 보장하기 위해 처리의 이점이 운영 비용을 초과해야 한다는 전제 조건을 가지고 있습니다.
BIOMAN은 일련의 중소기업을 위해 바이오가스 플랜트를 위한 물리 및 효소 전처리 전략과 기술을 개발할 것입니다. 이를 통해 중소기업 컨소시엄 구성원은 시장에 완벽한 솔루션을 제공하고 농업 부문에서 가축 분뇨 및 짚에 직접 바이오 가스 플랜트를 운영할 수 있습니다.
재주입 루프
“재주입 루프” ́는 리그노셀룰로오스 함량이 높은 난분해성 저에너지 기질로부터 다양한 기계적 및 효소적 처리를 결합하여 바이오가스를 생산하는 데 사용되며, 그림 1을 참조하십시오. 분쇄, 초음파 및 효소 처리는 재주입 루프(Re-Injection Loop)에서 사용되는 기술로, 바이오가스 반응기로 재순환되기 전에 사전 소화 및 탈수 처리된 바이오매스에 적용되며, 전반적인 경제적 지속 가능성이 핵심 초점이다(Uellendahl et al. 2013).
승인
BIOMAN은 다음에서 관리하는 유럽 연합의 제7차 프레임워크 프로그램(Seventh Framework Programme)에 의해 자금을 지원합니다. 레아 – 연구 집행 기관: (FP7/2007-2013) 보조금 계약 n0 FP7-SME-2012, 315664에 따라, “바이오맨”.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
바이오가스란 무엇이며, 무엇으로 만들어지나요?
바이오가스는 산소가 없는 상태에서 유기물이 분해되어 생성되는 가스의 혼합물입니다. 주요 성분은 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)입니다. 바이오가스의 주성분은 메탄(CH₄)과 이산화탄소(CO₂)입니다. 바이오가스는 농업 폐기물, 가축 분뇨, 도시 폐기물, 식물성 물질, 하수, 녹지 폐기물 또는 음식물 쓰레기와 같은 원료로부터 생산될 수 있습니다. 이는 재생 가능 에너지원이며, 대부분의 경우 탄소 발자국이 매우 적습니다.
메탄, 수소 및 일산화탄소(CO)는 산소로 연소되거나 산화될 수 있기 때문에 바이오가스는 재생 가능한 에너지원으로 사용됩니다. 이 에너지는 주로 연료 및 난방 목적으로 사용되거나 가스 엔진을 통해 전기 및 열로 변환됩니다.
바이오가스 생산에 왜 전처리가 필요한가요?
가축 분뇨 및 농업 잔여물과 같은 생물학적 폐기물에는 메탄 생성 잠재력이 낮은 섬유질이 다량(건물 기준 5~80%) 포함되어 있어, 톤당 바이오가스 생산량이 적어 바이오가스 플랜트의 수익성이 떨어지는 경우가 많습니다. 수율을 높이기 위해 (기계적, 열적, 화학적, 생물학적) 전처리 공정이 사용된다.
고출력 초음파는 바이오매스 분해 과정에서 어떤 역할을 하나요?
고출력 초음파는 바이오매스의 분해를 촉진하고 바이오가스 생산량을 크게 늘리는 데 효과가 입증된 방법입니다. 재주입 루프 내에서 초음파는 분쇄 및 효소 처리와 함께 적용되는 핵심 분해 기술 중 하나입니다.
내 공정에 적합한 초음파 시스템을 어떻게 찾을 수 있을까요?
Hielscher는 실험실용 및 산업용 초음파 처리기(최대 16,000 W)를 제공하며, 고객의 구체적인 요구 사항을 파악하여 고객의 분해 또는 전처리 설비에 적합한 시스템을 제안해 드립니다.
초음파 처리가 폐활성슬러지의 호기성 분해를 촉진하는가?
초음파 처리는 슬러지 소화 효율을 높이는 효과적인 방법입니다. 초음파는 세포벽 파괴를 촉진하고 기질의 생체 이용률을 높임으로써 공정을 개선하며, 이는 혐기성 소화 과정에서 폐기물 바이오매스 1톤당 메탄 생산량을 증가시킵니다. 폐활성슬러지(WAS)의 호기성 소화 과정에서도 동일한 초음파 처리 기전이 분해 및 가수분해를 가속화하여 슬러지 부피를 감소시킬 수 있습니다. 호기성 WAS 분해 과정에서 초음파 처리의 이점을 확인해 보세요!
문헌/참고문헌
- 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.
