BIOMAN – Ultrazvok za razgradnjo biomase
- Energija, proizvedena iz bioplina, je eden najpomembnejših obnovljivih virov in je pogojena z oskrbo s substrati in odpadnimi materiali, ki so združljivi z odgovorno rabo ornih površin ter varno proizvodnjo hrane in krme.
- BIOMAN je projekt, ki ga financira EU za raziskovanje več fizikalnih in encimskih strategij predobdelave in tehnologije za bioplinarne.
- Močni ultrazvok je dokazana metoda za izboljšanje prebave biomase in s tem za znatno povečanje donosa bioplina.
Proizvodnja bioplina z zanko ponovnega vbrizgavanja
BIOMAN
Biološki odpadni materiali, kot so gnoj in kmetijski ostanki, so bogat vir za proizvodnjo v Evropi in po svetu. Ker pa ti substrati vsebujejo veliko količino vlaken (5–80 % vsebnosti suhe snovi) z nizkim potencialom metana, so gospodarske koristi za obratovanje obrata za bioplin pogosto prenizke, da bi bile ekonomsko donosne zaradi nizkega donosa bioplina na tono. Za izboljšanje donosa bioplina se je izkazalo, da je koristna predobdelava (npr. mehanska, toplotna, kemična in biološka) (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). V projektu Bioman se raziskuje koncept obdelave zanke ponovnega vbrizgavanja s ciljem povečanja donosa bioplina na tono odpadne biomase, pri čemer je predpogoj, da koristi obdelave presegajo operativne stroške, da se zagotovi ekonomska trajnost.
BIOMAN bo za vrsto malih in srednje velikih podjetij razvil fizikalne in encimske strategije predobdelave in tehnologijo za bioplinarne. To bo članom konzorcija MSP omogočilo, da na trg prinesejo celovite rešitve in kmetijskemu sektorju omogočijo obratovanje bioplinskih naprav neposredno na govejem gnoju in slami.
Zanka ponovnega injiciranja
“Zanka ponovnega vbrizgavanja” ́ je za proizvodnjo bioplina iz rekalcitrantnih nizkoenergijskih substratov z visoko vsebnostjo lignoceluloze s kombiniranjem različnih mehanskih in encimskih obdelav, glej sliko 1. Zmanjšanje velikosti, ultrazvočna in encimska obdelava so tehnologije, ki se bodo uporabljale v zanki za ponovno vbrizgavanje in se bodo uporabljale na predhodno prebavljeni in dehidrirani biomasi pred recirkulacijo v bioplinski reaktor, pri čemer je ključna splošna ekonomska trajnost (Uellendahl et al. 2013).
Potrditev
BIOMAN je financiran iz sedmega okvirnega programa Evropske unije, ki ga upravlja REA – Izvajalska agencija za raziskave: (FP7/2007–2013) v okviru sporazuma o nepovratnih sredstvih n0 FP7-SME-2012, 315664, “BIOMAN”.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
Kaj je bioplin in iz česa je narejen?
Bioplin je mešanica plinov, ki nastane pri razgradnji organskih snovi v odsotnosti kisika. Njegovi glavni sestavni deli sta metan (CH₄) in ogljikov dioksid (CO₂). Glavni sestavni deli bioplina sta metan (CH₄) in ogljikov dioksid (CO₂). Bioplin se lahko pridobiva iz surovin, kot so kmetijski odpadki, gnoj, komunalni odpadki, rastlinski material, odpadne vode, zeleni odpadki ali živilske odpadke. Je obnovljiv vir energije in v mnogih primerih ima zelo majhen ogljični odtis.
Ker se metan, vodik in ogljikov monoksid (CO) lahko zgorevajo ali oksidirajo s kisikom, se bioplin uporablja kot obnovljiv vir energije. Ta energija se večinoma uporablja kot gorivo in za ogrevanje ali pa se prek plinskega motorja pretvori v električno energijo in toploto.
Zakaj je za proizvodnjo bioplina potrebna predobdelava?
Biološki odpadki, kot so gnoj in kmetijski ostanki, vsebujejo veliko vlaknin (5–80 % suhe snovi) z nizkim potencialom za nastajanje metana, kar pogosto povzroča, da so naprave za proizvodnjo bioplina nerentabilne zaradi nizkega donosa bioplina na tono. Za izboljšanje donosa se uporabljajo predobdelave (mehanske, toplotne, kemične in biološke).
Kakšno vlogo ima močan ultrazvok pri razgradnji biomase?
Ultrazvok visoke moči je preizkušena metoda za izboljšanje razgradnje biomase in znatno povečanje donosa bioplina. V okviru sistema ponovnega vbrizgavanja (Re-Injection Loop) je ultrazvok ena od ključnih tehnologij razgradnje, ki se uporablja skupaj z drobljenjem in encimsko obdelavo.
Kako najdem ustrezen ultrazvočni sistem za svoj proces?
Podjetje Hielscher ponuja ultrazvočne procesorje za laboratorijsko in industrijsko rabo (do 16.000 W) ter se bo posvetovalo z vami glede vaših konkretnih zahtev, da vam bo lahko ponudilo sistem, ki bo ustrezal vaši postavitvi za razgradnjo ali predobdelavo.
Ali ultrazvok izboljša aerobno razgradnjo odpadnega aktivnega blata?
Ultrazvok je učinkovit način za izboljšanje razgradnje blata. Ultrazvok izboljša proces s povečanjem razgradnje celičnih sten in biološke razpoložljivosti substrata, kar pri anaerobni razgradnji poveča donos metana na tono odpadne biomase. Pri aerobni razgradnji odpadnega aktivnega blata (WAS) isti mehanizem sonikacije pospeši tudi razpadanje in hidrolizo ter lahko zmanjša volumen blata. Odkrijte prednosti ultrazvočne obdelave pri aerobni razgradnji z metodo WAS!
Literatura/Reference
- 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 proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.