BIOMAN – Ultrasoon geluid voor biomassavergisting
- Energie uit biogas is een van de belangrijkste hernieuwbare energiebronnen en is afhankelijk van een aanvoer van substraten en afvalmaterialen die verenigbaar is met verantwoord gebruik van landbouwgrond en veilige voedsel- en diervoederproductie.
- BIOMAN is een door de EU gefinancierd project voor onderzoek naar verschillende fysische en enzymatische voorbehandelingsstrategieën en technologie voor biogasinstallaties.
- Ultrasoon geluid met hoog vermogen is een bewezen methode om de vergisting van biomassa te verbeteren en daardoor de biogasopbrengst aanzienlijk te verhogen.
BIOMAN
Biologische afvalmaterialen zoals mest en landbouwresiduen vormen een overvloedige grondstof voor de productie, in Europa en wereldwijd. Omdat deze substraten echter een hoog gehalte aan vezels (5–80% van het drogestofgehalte) met een laag methaanpotentieel bevatten, zijn de economische voordelen van de exploitatie van een biogasinstallatie vaak te gering om economisch rendabel te zijn, door de lage biogasopbrengst per ton. Voorbehandelingen (bijv. mechanisch, thermisch, chemisch en biologisch) blijken gunstig te zijn voor het verhogen van de biogasopbrengst (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). In het Bioman-project wordt een behandelingsconcept voor de herinjectielus onderzocht met als doel de biogasopbrengst per ton afvalbiomassa te verhogen, met als voorwaarde dat de voordelen van de behandeling de operationele kosten overtreffen om economische duurzaamheid te waarborgen.
BIOMAN zal voor een aantal mkb-bedrijven fysische en enzymatische voorbehandelingsstrategieën en technologie voor biogasinstallaties ontwikkelen. Hierdoor kunnen de mkb-bedrijven die deel uitmaken van het consortium complete oplossingen op de markt brengen en kan de landbouwsector biogasinstallaties rechtstreeks op rundermest en stro laten draaien.
De herinjectielus
“De herinjectielus” ́ dient voor de productie van biogas uit moeilijk afbreekbare, energiearme substraten met een hoog lignocellulosegehalte door een reeks mechanische en enzymatische behandelingen te combineren, zie figuur 1. Verkleining, ultrasoon geluid en enzymatische behandelingen zijn technologieën die in de herinjectielus zullen worden gebruikt en zullen worden toegepast op voorvergiste en ontwaterde biomassa voordat deze naar de biogasreactor wordt teruggevoerd. Daarbij staat de algehele economische duurzaamheid centraal (Uellendahl et al. 2013).
Dankbetuiging
BIOMAN wordt gefinancierd door het zevende kaderprogramma van de Europese Unie, dat wordt beheerd door REA – Uitvoerend Agentschap Onderzoek: (FP7/2007-2013) onder subsidieovereenkomst n0 FP7-SME-2012, 315.664, “BIOMAN”.
Wetenswaardigheden
Wat is biogas en waaruit bestaat het?
Biogas is een mengsel van gassen dat ontstaat door de afbraak van organisch materiaal zonder zuurstof. De belangrijkste bestanddelen zijn methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). De belangrijkste bestanddelen van biogas zijn methaan (CH₄) en koolstofdioxide (CO₂). Biogas kan worden geproduceerd uit grondstoffen zoals landbouwafval, mest, gemeentelijk afval, plantaardig materiaal, rioolwater, groenafval of voedselafval. Het is een hernieuwbare energiebron en heeft in veel gevallen een zeer kleine CO₂-voetafdruk.
Omdat methaan, waterstof en koolstofmonoxide (CO) met zuurstof kunnen worden verbrand of geoxideerd, wordt biogas gebruikt als hernieuwbare energiebron. Deze energie wordt voornamelijk gebruikt als brandstof en voor verwarmingsdoeleinden, of wordt via een gasmotor omgezet in elektriciteit en warmte.
Waarom is voorbehandeling nodig voor biogasproductie?
Biologische afvalmaterialen zoals mest en landbouwresiduen bevatten een hoog gehalte aan vezels (5–80% van de droge stof) met een laag methaanpotentieel, waardoor biogasinstallaties vaak onrendabel zijn door de lage biogasopbrengst per ton. Voorbehandelingen (mechanisch, thermisch, chemisch en biologisch) worden gebruikt om de opbrengst te verhogen.
Welke rol speelt ultrasoon geluid met hoog vermogen bij biomassavergisting?
Ultrasoon geluid met hoog vermogen is een bewezen methode om de vergisting van biomassa te verbeteren en de biogasopbrengst aanzienlijk te verhogen. Binnen de herinjectielus is ultrasoon geluid een van de belangrijkste desintegratietechnologieën die naast verkleining en enzymatische behandelingen worden toegepast.
Hoe vind ik het juiste ultrasone systeem voor mijn proces?
Hielscher biedt ultrasone processoren voor laboratoriumgebruik en industriële toepassingen (tot 16.000 W) en bespreekt uw specifieke eisen met u om een systeem te leveren dat past bij uw vergistings- of voorbehandelingsinstallatie.
Verbetert sonicatie de aerobe afbraak van overtollig actief slib?
Sonicatie is een effectieve manier om de afbraak van slib te verbeteren. Ultrasoon geluid verbetert het proces door de celwandontsluiting en de biologische beschikbaarheid van het substraat te verhogen, wat bij anaerobe vergisting de methaanopbrengst per ton afvalbiomassa verhoogt. Bij de aerobe afbraak van overtollig actief slib (WAS) versnelt hetzelfde sonicatiemechanisme ook de desintegratie en hydrolyse en kan het het slibvolume verminderen. Ontdek de voordelen van ultrasone behandeling bij de aerobe afbraak van WAS!
Literatuur/Referenties
- 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 produceert ultrasone homogenisatoren met hoge prestaties in formaten van laboratoriumformaat tot industrieel formaat.
