BIOMAN – Ultrazvok za razgradnjo biomase
- Energija, pridobljena iz bioplina, je eden najpomembnejših obnovljivih virov in je odvisna od oskrbe s substrati in odpadnimi materiali, ki je združljiva z odgovorno rabo obdelovalnih zemljišč ter varno proizvodnjo hrane in krme.
- BIOMAN je projekt, ki ga financira EU in je namenjen raziskovanju različnih fizikalnih in encimskih strategij predobdelave ter tehnologije za bioplinarne.
- Visokointenzivni ultrazvok je preverjena metoda za izboljšanje razgradnje biomase in s tem znatno povečanje izplena bioplina.
Proizvodnja bioplina z zanko ponovnega vbrizgavanja
BIOMAN
Biološki odpadni materiali, kot so živinski gnoj in kmetijski ostanki, so obilen vir za proizvodnjo v Evropi in po svetu. Ker pa ti substrati vsebujejo velik delež vlaken (5–80% vsebnosti suhe snovi) z nizkim metanskim potencialom, so ekonomske koristi obratovanja bioplinarne zaradi nizkega izplena bioplina na tono pogosto premajhne, da bi bilo obratovanje ekonomsko donosno. Dokazano je, da je predobdelava (npr. mehanska, toplotna, kemična in biološka) koristna za izboljšanje izplena bioplina (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). V projektu Bioman raziskujejo koncept obdelave v zanki ponovnega vbrizgavanja s ciljem povečati izplen bioplina na tono odpadne biomase, pri čemer je predpogoj, da koristi obdelave presegajo obratovalne stroške in tako zagotavljajo ekonomsko vzdržnost.
BIOMAN bo za več malih in srednje velikih podjetij razvil fizikalne in encimske strategije predobdelave ter tehnologijo za bioplinarne. To bo malim in srednje velikim podjetjem, ki so člani konzorcija, omogočilo, da na trg ponudijo celovite rešitve, kmetijskemu sektorju pa omogočilo obratovanje bioplinarn neposredno z govejim gnojem in slamo.
Zanka ponovnega vbrizgavanja
“Zanka ponovnega vbrizgavanja” ́ je namenjena proizvodnji bioplina iz težko razgradljivih substratov z nizko energijsko vrednostjo in visoko vsebnostjo lignoceluloze s kombiniranjem različnih mehanskih in encimskih obdelav, glejte sliko 1. Zmanjševanje velikosti delcev, ultrazvok in encimske obdelave so tehnologije, ki bodo uporabljene v zanki ponovnega vbrizgavanja za obdelavo predhodno razgrajene in odvodnjene biomase pred njenim vračanjem v bioplinski reaktor, pri čemer je ključni poudarek na splošni ekonomski vzdržnosti (Uellendahl et al. 2013).
Zahvala
BIOMAN se financira iz Sedmega okvirnega programa Evropske unije, ki ga upravlja REA – Izvajalska agencija za raziskave: (FP7/2007-2013) v okviru sporazuma o dodelitvi nepovratnih sredstev n0 FP7-SME-2012, 315.664, “BIOMAN”.
Koristna dejstva
Kaj je bioplin in iz česa je sestavljen?
Bioplin je mešanica plinov, ki nastane pri razgradnji organskih snovi brez prisotnosti kisika. Njegovi glavni sestavini sta metan (CH₄) in ogljikov dioksid (CO₂). Glavni sestavini bioplina sta metan (CH₄) in ogljikov dioksid (CO₂). Bioplin je mogoče proizvajati iz surovin, kot so kmetijski odpadki, živinski gnoj, komunalni odpadki, rastlinski material, odpadne vode, zeleni odpadki ali odpadna hrana. Je obnovljiv vir energije in ima v številnih primerih zelo majhen ogljični odtis.
Ker lahko metan, vodik in ogljikov monoksid (CO) zgorevajo ali oksidirajo s kisikom, se bioplin uporablja kot obnovljiv vir energije. Ta energija se večinoma uporablja v obliki goriva in za ogrevanje ali pa se s plinskim motorjem pretvori v električno energijo in toploto.
Zakaj je za proizvodnjo bioplina potrebna predobdelava?
Biološki odpadni materiali, kot so živinski gnoj in kmetijski ostanki, vsebujejo velik delež vlaken (5–80% suhe snovi) z nizkim metanskim potencialom, zaradi česar so bioplinarne zaradi nizkega izplena bioplina na tono pogosto nedonosne. Za izboljšanje izplena se uporablja predobdelava (mehanska, toplotna, kemična in biološka).
Kakšno vlogo ima visokointenzivni ultrazvok pri razgradnji biomase?
Visokointenzivni ultrazvok je preverjena metoda za izboljšanje razgradnje biomase in znatno povečanje izplena bioplina. V zanki ponovnega vbrizgavanja je ultrazvok ena ključnih tehnologij dezintegracije, ki se uporablja skupaj z zmanjševanjem velikosti delcev in encimskimi obdelavami.
Kako lahko najdem ustrezen ultrazvočni sistem za svoj proces?
Hielscher ponuja laboratorijske in industrijske ultrazvočne procesorje (do 16.000 W) ter bo z vami obravnaval vaše posebne zahteve, da vam zagotovi sistem, ki ustreza vaši postavitvi za razgradnjo ali predobdelavo.
Ali sonikacija izboljša aerobno razgradnjo odvečnega aktivnega blata?
Sonikacija je učinkovit način za izboljšanje razgradnje blata. Ultrazvok izboljša proces s povečanjem razgradnje celičnih sten in biološke razpoložljivosti substrata, kar pri anaerobni razgradnji poveča izplen metana na tono odpadne biomase. Pri aerobni razgradnji odvečnega aktivnega blata (WAS) isti mehanizem sonikacije pospeši tudi dezintegracijo in hidrolizo ter lahko zmanjša prostornino blata. Odkrijte prednosti ultrazvočne obdelave pri aerobni razgradnji WAS!
Literatura/viri
- 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 izdeluje visokozmogljive ultrazvočne homogenizatorje od laboratorijskih do industrijskih velikosti.