BIOMAN – Ultraskaņa biomasas gremošanai
- Enerģija, kas ražota no biogāzes, ir viens no svarīgākajiem atjaunojamiem resursiem, un tās pamatā ir substrātu un atkritumu piegāde, kas ir saderīga ar aramzemes atbildīgu izmantošanu un drošu pārtikas un barības ražošanu.
- BIOMAN ir ES finansēts projekts, kura mērķis ir izpētīt vairākas fizikālas un fermentatīvas priekšattīrīšanas stratēģijas un tehnoloģijas biogāzes stacijās.
- Jaudas ultraskaņa ir pierādīta metode, lai uzlabotu biomasas sagremošanu un tādējādi ievērojami palielinātu biogāzes ražu.
Biogāzes ražošana ar reinjekcijas cilpu
BIOMAN
Bioloģiskie atkritumi, piemēram, kūtsmēsli un lauksaimniecības atliekas, ir bagātīgs ražošanas resurss Eiropā un pasaulē. Tomēr, tā kā šie substrāti satur lielu daudzumu šķiedru (5–80 % no sausnas satura) ar zemu metāna potenciālu, ekonomiskie ieguvumi biogāzes stacijas darbībai bieži vien ir pārāk zemi, lai būtu ekonomiski izdevīgi, jo biogāzes ieguve no vienas tonnas ir zema. Lai uzlabotu biogāzes daudzumu, ir pierādīts, ka pirmapstrāde (piemēram, mehāniskā, termiskā, ķīmiskā un bioloģiskā) ir lietderīga (Angelidaki & Ahrings, 2000; Uellendahl et al., 2007). Bioman projektā tiek pētīta atkārtotas iesmidzināšanas cilpas apstrādes koncepcija ar mērķi palielināt biogāzes ražu no vienas tonnas atkritumbiomasas, ar nosacījumu, ka apstrādes ieguvumi pārsniedz darbības izmaksas, lai nodrošinātu ekonomisko ilgtspēju.
BIOMAN virknei MVU izstrādās fiziskas un fermentatīvas priekšattīrīšanas stratēģijas un tehnoloģijas biogāzes stacijām. Tas ļaus MVU konsorcija dalībniekiem ieviest pilnīgus risinājumus tirgū un ļaus lauksaimniecības nozarei darbināt biogāzes stacijas tieši no liellopu kūtsmēsliem un salmiem.
Reinjekcijas cilpa
“Atkārtotās ievadīšanas cikls” ́ ir paredzēts biogāzes ražošanai no grūti sadalāmiem, zemas enerģētiskās vērtības substrātiem ar augstu lignocelulozes saturu, apvienojot virkni mehānisko un fermentatīvo apstrāžu, skatīt 1. attēlu. Smalcināšana, ultraskaņas apstrāde un fermentatīvā apstrāde ir tehnoloģijas, kas tiks izmantotas atkārtotās ievadīšanas ciklā un tiks piemērotas iepriekš fermentētai un atūdeņotai biomasai pirms tās atkārtotas ievadīšanas biogāzes reaktorā, un galvenā uzmanība tiek pievērsta vispārējai ekonomiskajai ilgtspējai (Uellendahl et al. 2013).
Apstiprinājumu
BIOMAN finansē Eiropas Savienības Septītā pamatprogramma, ko pārvalda REA – Pētniecības izpildaģentūra: (FP7/2007-2013) saskaņā ar dotācijas nolīgumu N0 FP7-MVU-2012, 315664, “BIOMAN”.
Fakti, kurus ir vērts zināt
Kas ir biogāze un no kā tā tiek ražota?
Biogāze ir gāzu maisījums, kas rodas, organiskajām vielām sadaloties bez skābekļa klātbūtnes. Tās galvenās sastāvdaļas ir metāns (CH₄) un oglekļa dioksīds (CO₂). Biogāzes galvenās sastāvdaļas ir metāns (CH₄) un oglekļa dioksīds (CO₂). Biogāzi var ražot no tādām izejvielām kā lauksaimniecības atkritumi, kūtsmēsli, sadzīves atkritumi, augu atliekas, notekūdeņi, zaļie atkritumi vai pārtikas atkritumi. Tā ir atjaunojama enerģijas avots, un daudzos gadījumos tās oglekļa pēdas nospiedums ir ļoti neliels.
Tā kā metānu, ūdeņradi un oglekļa monoksīdu (CO) var sadedzināt vai oksidēt ar skābekli, biogāzi izmanto kā atjaunojamu enerģijas avotu. Šo enerģiju galvenokārt izmanto kā kurināmo un apkures vajadzībām, vai arī tā ar gāzes dzinēja palīdzību tiek pārveidota par elektrību un siltumu.
Kāpēc biogāzes ražošanai ir nepieciešama priekšapstrāde?
Bioloģiskie atkritumi, piemēram, kūtsmēsli un lauksaimniecības atliekas, satur lielu šķiedru daudzumu (5–80 % no sausnas), kam piemīt zems metāna potenciāls, kas bieži vien padara biogāzes ražotnes nerentablas, jo biogāzes iznākums uz tonnu ir zems. Lai uzlabotu ražību, tiek izmantota priekšapstrāde (mehāniska, termiska, ķīmiska un bioloģiska).
Kāda nozīme ir jaudīgajam ultraskaņas viļņiem biomasas fermentācijā?
Jaudīgais ultraskaņas apstrāde ir pierādīta metode, kas uzlabo biomasas sadalīšanos un ievērojami palielina biogāzes ieguvi. „Re-Injection Loop” sistēmā ultraskaņas apstrāde ir viena no galvenajām sadalīšanas tehnoloģijām, ko izmanto kopā ar sasmalcināšanu un fermentatīvo apstrādi.
Kā es varu atrast savam procesam piemērotu ultraskaņas sistēmu?
Uzņēmums „Hielscher“ piedāvā laboratorijas un rūpnieciskas klases ultraskaņas procesorus (līdz 16 000 W) un apspriedīs jūsu konkrētās prasības, lai nodrošinātu sistēmu, kas atbilst jūsu sagatavošanas vai priekšapstrādes procesa konfigurācijai.
Vai ultraskaņas apstrāde uzlabo atkritumu aktivētā dūņu aerobo sadalīšanos?
Ultraskaņas apstrāde ir efektīvs veids, kā uzlabot dūņu fermentāciju. Ultraskaņa uzlabo procesu, palielinot šūnu sienu bojājumus un substrāta bioloģisko pieejamību, kas anaerobiskajā sadalīšanā palielina metāna iznākumu uz tonnu atkritumu biomasas. Aktīvās dūņas (WAS) aerobiskajā sadalīšanā tas pats ultraskaņas mehānisms arī paātrina sadalīšanos un hidrolīzi un var samazināt dūņu tilpumu. Atklājiet ultraskaņas apstrādes priekšrocības aerobiskajā WAS sadalīšanā!
Literatūra/Atsauces
- 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 ražo augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatorus no Lab līdz rūpnieciskais izmērs.