BIOMAN – Ultrasunete pentru digestia biomasei
- Energia produsă din biogaz este una dintre cele mai importante resurse regenerabile și este condiționată de o aprovizionare cu substraturi și materiale reziduale compatibilă cu utilizarea responsabilă a terenurilor arabile și cu producția sigură de alimente și furaje.
- BIOMAN este un proiect finanțat de UE pentru investigarea mai multor strategii și tehnologii de pretratament fizic și enzimatic pentru instalațiile de biogaz.
- Ultrasunetele de putere reprezintă o metodă dovedită de îmbunătățire a digestiei biomasei și, prin aceasta, de creștere semnificativă a randamentului de biogaz.
BIOMAN
Materialele reziduale biologice, cum ar fi gunoiul de grajd și reziduurile agricole, oferă o resursă abundentă pentru producție, în Europa și în întreaga lume. Totuși, deoarece aceste substraturi conțin o cantitate mare de fibre (5–80% din conținutul de substanță uscată) cu un potențial scăzut de metan, beneficiile economice ale operării unei instalații de biogaz sunt adesea prea mici pentru a fi profitabile din punct de vedere economic, din cauza randamentului scăzut de biogaz pe tonă. Pentru îmbunătățirea randamentului de biogaz, s-a demonstrat că pretratamentele (de ex. mecanice, termice, chimice și biologice) sunt benefice (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). În proiectul Bioman se investighează un concept de tratament pentru Bucla de reinjecție, cu scopul de a crește randamentul de biogaz pe tonă de biomasă reziduală, cu condiția prealabilă ca beneficiile tratamentului să depășească costurile operaționale, pentru a asigura sustenabilitatea economică.
BIOMAN va dezvolta, pentru o serie de IMM-uri, strategii și tehnologii de pretratament fizic și enzimatic pentru instalațiile de biogaz. Acest lucru va permite membrilor IMM ai consorțiului să aducă pe piață soluții complete și va permite sectorului agricol să opereze instalații de biogaz direct cu gunoi de grajd de la bovine și paie.
Bucla de reinjecție
„Bucla de reinjecție” ́ servește la producerea de biogaz din substraturi recalcitrante, cu conținut energetic scăzut și cu un conținut ridicat de lignoceluloză, prin combinarea unei game de tratamente mecanice și enzimatice, vezi Figura 1. Reducerea dimensiunilor, ultrasunetele și tratamentele enzimatice sunt tehnologii care vor fi utilizate în Bucla de reinjecție și vor fi aplicate pe biomase predigerate și deshidratate înainte de recircularea în reactorul de biogaz, iar accentul principal se pune pe sustenabilitatea economică globală (Uellendahl et al. 2013).
Mulțumiri
BIOMAN este finanțat prin Al Șaptelea Program-cadru al Uniunii Europene, gestionat de REA – Agenția Executivă pentru Cercetare: (FP7/2007-2013) în baza acordului de grant n0 FP7-SME-2012, 315.664, „BIOMAN”.
Informații utile
Ce este biogazul și din ce este alcătuit?
Biogazul este un amestec de gaze produs prin descompunerea materiei organice în absența oxigenului. Componentele sale principale sunt metanul (CH₄) și dioxidul de carbon (CO₂). Principalele componente ale biogazului sunt metanul (CH₄) și dioxidul de carbon (CO₂). Biogazul poate fi produs din materii prime precum deșeuri agricole, gunoi de grajd, deșeuri municipale, material vegetal, ape uzate, deșeuri verzi sau deșeuri alimentare. Este o sursă de energie regenerabilă și, în multe cazuri, are o amprentă de carbon foarte mică.
Deoarece metanul, hidrogenul și monoxidul de carbon (CO) pot fi arse sau oxidate cu oxigen, biogazul este utilizat ca sursă de energie regenerabilă. Această energie este utilizată în principal drept combustibil și în scopuri de încălzire sau este convertită, prin intermediul unui motor cu gaz, în electricitate și căldură.
De ce este necesar pretratamentul pentru producția de biogaz?
Materialele reziduale biologice, cum ar fi gunoiul de grajd și reziduurile agricole, conțin o cantitate mare de fibre (5–80% din substanța uscată) cu un potențial scăzut de metan, ceea ce face adesea ca instalațiile de biogaz să fie neprofitabile din cauza randamentului scăzut de biogaz pe tonă. Pretratamentele (mecanice, termice, chimice și biologice) sunt utilizate pentru a îmbunătăți randamentul.
Ce rol au ultrasunetele de putere în digestia biomasei?
Ultrasunetele de putere reprezintă o metodă dovedită de îmbunătățire a digestiei biomasei și de creștere semnificativă a randamentului de biogaz. În cadrul Buclei de reinjecție, ultrasunetele sunt una dintre tehnologiile-cheie de dezintegrare, aplicate alături de reducerea dimensiunilor și de tratamentele enzimatice.
Cum pot găsi sistemul cu ultrasunete potrivit pentru procesul meu?
Hielscher oferă procesoare cu ultrasunete de laborator și de nivel industrial (până la 16.000 W) și va discuta cerințele dumneavoastră specifice pentru a vă oferi un sistem potrivit configurației dumneavoastră de digestie sau de pretratament.
Îmbunătățește sonicarea digestia aerobă a nămolului activ în exces?
Sonicarea este o modalitate eficientă de a îmbunătăți digestia nămolului. Ultrasunetele îmbunătățesc procesul prin creșterea dezintegrării pereților celulari și a biodisponibilității substratului, ceea ce, în digestia anaerobă, crește randamentul de metan pe tonă de biomasă reziduală. Pentru digestia aerobă a nămolului activ în exces (WAS), același mecanism de sonicare accelerează, de asemenea, dezintegrarea și hidroliza și poate reduce volumul nămolului. Descoperiți beneficiile tratamentului cu ultrasunete în digestia aerobă a WAS!
Literatură/Referințe
- 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 produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță, de la laborator până la dimensiuni industriale.
