BIOMAN – ultraskaņa biomasas noārdīšanai
- No biogāzes iegūtā enerģija ir viens no svarīgākajiem atjaunojamajiem resursiem, un tās ieguve ir atkarīga no tādu substrātu un atkritummateriālu piegādes, kas ir saderīga ar atbildīgu aramzemes izmantošanu un drošu pārtikas un dzīvnieku barības ražošanu.
- BIOMAN ir ES finansēts projekts vairāku fizikālu un fermentatīvu priekšapstrādes stratēģiju un tehnoloģiju izpētei biogāzes ražotnēm.
- Lielas jaudas ultraskaņa ir pārbaudīta metode biomasas noārdīšanas uzlabošanai un līdz ar to ievērojamai biogāzes iznākuma palielināšanai.
Biogāzes ražošana ar atkārtotas ievadīšanas kontūru
BIOMAN
Bioloģiskie atkritummateriāli, piemēram, kūtsmēsli un lauksaimniecības atlikumi, ir bagātīgs resurss ražošanai Eiropā un visā pasaulē. Tomēr, tā kā šie substrāti satur lielu daudzumu šķiedru (5–80% no sausnas satura) ar zemu metāna ieguves potenciālu, biogāzes ražotnes ekspluatācijas ekonomiskie ieguvumi bieži vien ir pārāk mazi, lai nodrošinātu rentabilitāti, jo biogāzes iznākums uz tonnu ir zems. Ir pierādīts, ka priekšapstrāde (piemēram, mehāniska, termiska, ķīmiska un bioloģiska) palīdz uzlabot biogāzes iznākumu (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). Bioman projektā tiek pētīta atkārtotas ievadīšanas kontūra apstrādes koncepcija ar mērķi palielināt biogāzes iznākumu uz tonnu atkritumu biomasas ar priekšnosacījumu, ka apstrādes ieguvumi pārsniedz ekspluatācijas izmaksas, lai nodrošinātu ekonomisko ilgtspēju.
BIOMAN vairākiem mazajiem un vidējiem uzņēmumiem (MVU) izstrādās fizikālas un fermentatīvas priekšapstrādes stratēģijas un tehnoloģijas biogāzes ražotnēm. Tas ļaus konsorcijā iesaistītajiem MVU piedāvāt tirgū pilnīgus risinājumus un ļaus lauksaimniecības nozarei darbināt biogāzes ražotnes, tieši izmantojot liellopu kūtsmēslus un salmus.
Atkārtotas ievadīšanas kontūrs
“Atkārtotas ievadīšanas kontūrs” ir paredzēts biogāzes ražošanai no grūti noārdāmiem substrātiem ar zemu enerģētisko vērtību un augstu lignocelulozes saturu, apvienojot vairākus mehāniskās un fermentatīvās apstrādes paņēmienus; skatīt 1. attēlu. Smalcināšana, ultraskaņa un fermentatīvā apstrāde ir tehnoloģijas, ko paredzēts izmantot atkārtotas ievadīšanas kontūrā un lietot iepriekš daļēji noārdītai un atūdeņotai biomasai pirms tās atkārtotas ievadīšanas biogāzes reaktorā, īpašu uzmanību pievēršot kopējai ekonomiskajai ilgtspējai (Uellendahl et al. 2013).
Pateicība
BIOMAN finansē no Eiropas Savienības Septītās pamatprogrammas līdzekļiem; programmu pārvalda REA – Pētniecības izpildaģentūra: (FP7/2007-2013) saskaņā ar dotācijas nolīgumu n0 FP7-SME-2012, 315664, “BIOMAN”.
Noderīgi fakti
Kas ir biogāze, un no kā tā sastāv?
Biogāze ir gāzu maisījums, kas rodas, organiskajām vielām sadaloties bezskābekļa apstākļos. 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 materiāls, notekūdeņi, zaļie atkritumi vai pārtikas atkritumi. Tā ir atjaunojams enerģijas avots, un daudzos gadījumos tās oglekļa pēda ir ļoti maza.
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 degvielu un apkurei vai ar gāzes dzinēja palīdzību pārveido elektroenerģijā un siltumā.
Kāpēc biogāzes ražošanā ir nepieciešama priekšapstrāde?
Bioloģiskie atkritummateriāli, piemēram, kūtsmēsli un lauksaimniecības atlikumi, satur lielu daudzumu šķiedru (5–80% no sausnas) ar zemu metāna ieguves potenciālu, tāpēc biogāzes ražotnes bieži vien nav rentablas zemā biogāzes iznākuma uz tonnu dēļ. Iznākuma uzlabošanai izmanto priekšapstrādi (mehānisku, termisku, ķīmisku un bioloģisku).
Kāda ir lielas jaudas ultraskaņas loma biomasas noārdīšanā?
Lielas jaudas ultraskaņa ir pārbaudīta metode biomasas noārdīšanas uzlabošanai un ievērojamai biogāzes iznākuma palielināšanai. Atkārtotas ievadīšanas kontūrā ultraskaņa ir viena no galvenajām dezintegrācijas tehnoloģijām, ko izmanto līdztekus smalcināšanai un fermentatīvajai apstrādei.
Kā atrast savam procesam piemērotu ultraskaņas sistēmu?
Hielscher piedāvā laboratorijas un rūpnieciskos ultraskaņas procesorus (līdz 16 000 W) un apspriedīs jūsu konkrētās prasības, lai nodrošinātu sistēmu, kas atbilst jūsu noārdīšanas vai priekšapstrādes iekārtu konfigurācijai.
Vai apstrāde ar ultraskaņu uzlabo lieko aktīvo dūņu aerobo noārdīšanu?
Apstrāde ar ultraskaņu ir efektīvs veids, kā uzlabot dūņu noārdīšanu. Ultraskaņa uzlabo procesu, pastiprinot šūnu sieniņu sagraušanu un palielinot substrāta biopieejamību, kas anaerobās noārdīšanas procesā palielina metāna iznākumu uz tonnu atkritumu biomasas. Lieko aktīvo dūņu (WAS) aerobās noārdīšanas procesā tas pats ultraskaņas iedarbības mehānisms arī paātrina dezintegrāciju un hidrolīzi un var samazināt dūņu tilpumu. Atklājiet ultraskaņas apstrādes priekšrocības WAS aerobajā noārdīšanā!
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 laboratorijas mēroga līdz rūpnieciskam mērogam.