BIOMAN BIOMAN – Ultraljud för nedbrytning av biomassa
- Energi som produceras genom biogas är en av de viktigaste förnybara resurserna och är beroende av en tillgång till substrat och avfallsmaterial som är förenlig med en ansvarsfull användning av åkermark och en säker livsmedels- och foderproduktion.
- BIOMAN är ett EU-finansierat projekt för undersökning av flera fysikaliska och enzymatiska förbehandlingsstrategier och teknik för biogasanläggningar.
- Power ultrasound är en beprövad metod för att förbättra rötningen av biomassa och därmed öka biogasutbytet avsevärt.
BIOMAN BIOMAN
Biologiskt avfall som gödsel och jordbruksrester utgör en riklig resurs för produktionen, både i Europa och i hela världen. Men eftersom dessa substrat innehåller en stor mängd fibrer (5-80 % av torrsubstanshalten) med låg metanpotential, är de ekonomiska fördelarna för driften av en biogasanläggning ofta för låga för att vara ekonomiskt lönsamma på grund av det låga biogasutbytet per ton. För att förbättra biogasutbytet har förbehandlingar (t.ex. mekaniska, termiska, kemiska och biologiska) visat sig vara fördelaktiga (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). I Bioman-projektet undersöks ett behandlingskoncept för Re-Injection Loop med målet att öka biogasutbytet per ton avfallsbiomassa, med förutsättningen att fördelarna med behandlingen överstiger driftskostnaderna för att säkerställa ekonomisk hållbarhet.
BIOMAN kommer för en rad små och medelstora företag att utveckla fysiska och enzymatiska förbehandlingsstrategier och teknik för biogasanläggningar. Detta kommer att göra det möjligt för konsortiet som är medlemmar i SME att föra ut kompletta lösningar på marknaden och göra det möjligt för jordbrukssektorn att driva biogasanläggningar direkt på boskapsgödsel och halm.
Loopen för återinsprutning
“Återinjektionsslingan” ́ syftar till att producera biogas från svårnedbrytbara substrat med låg energihalt och hög halt av lignocellulosa genom att kombinera olika mekaniska och enzymatiska behandlingar, se figur 1. Nedbrytning, ultraljud och enzymatiska behandlingar är tekniker som ska användas i återinjektionsslingan och kommer att tillämpas på förrötad och avvattnad biomassa innan den återcirkuleras till biogasreaktorn, och det övergripande ekonomiska hållbarhetsperspektivet står i fokus (Uellendahl et al. 2013).
Erkännande
BIOMAN finansieras av EU:s sjunde ramprogram som förvaltas av REA – Genomförandeorganet för forskning: (FP7/2007-2013) enligt bidragsavtal n0 FP7-SME-2012, 315664, “BIOMAN BIOMAN”.
Fakta som är värda att veta
Vad är biogas och vad består den av?
Biogas är en gasblandning som bildas genom nedbrytning av organiskt material i syrefria miljöer. De viktigaste beståndsdelarna är metan (CH₄) och koldioxid (CO₂). De viktigaste beståndsdelarna i biogas är metan (CH₄) och koldioxid (CO₂). Biogas kan framställas av råvaror som jordbruksavfall, gödsel, kommunalt avfall, växtmaterial, avloppsvatten, grönt avfall eller matavfall. Det är en förnybar energikälla och har i många fall ett mycket litet koldioxidavtryck.
Eftersom metan, väte och kolmonoxid (CO) kan förbrännas eller oxideras med syre används biogas som en förnybar energikälla. Denna energi används mestadels som bränsle och för uppvärmningsändamål eller så omvandlas den via gasmotor till el och värme.
Varför krävs förbehandling vid biogasproduktion?
Biologiskt avfall såsom gödsel och jordbruksrester innehåller en hög andel fibrer (5–80 % av torrsubstansen) med låg metanpotential, vilket ofta gör biogasanläggningar olönsamma på grund av den låga biogasavkastningen per ton. Förbehandlingar (mekaniska, termiska, kemiska och biologiska) används för att förbättra utbytet.
Vilken roll spelar kraftfullt ultraljud vid nedbrytningen av biomassa?
Kraftultraljud är en beprövad metod för att förbättra nedbrytningen av biomassa och avsevärt öka biogasutbytet. Inom Re-Injection Loop-processen är ultraljud en av de viktigaste nedbrytningsteknikerna som används tillsammans med finfördelning och enzymatiska behandlingar.
Hur hittar jag rätt ultraljudssystem för min process?
Hielscher erbjuder ultraljudsprocessorer för laboratorie- och industriellt bruk (upp till 16 000 W) och kommer att diskutera era specifika behov för att kunna tillhandahålla ett system som passar just er uppläggning för nedbrytning eller förbehandling.
Förbättrar ultraljudsbehandling den aeroba nedbrytningen av aktivt avfallslam?
Ultraljudsbehandling är ett effektivt sätt att förbättra slamnedbrytningen. Ultraljud förbättrar processen genom att öka nedbrytningen av cellväggarna och substratets biotillgänglighet, vilket vid anaerob nedbrytning ökar metanavkastningen per ton avfallsbiomassa. Vid aerob nedbrytning av aktivt slam (WAS) påskyndar samma ultraljudsmekanism även sönderdelningen och hydrolysen och kan minska slamvolymen. Upptäck fördelarna med ultraljudsbehandling vid aerob WAS-nedbrytning!
Litteratur/Referenser
- 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 tillverkar högpresterande ultraljudshomogenisatorer från labb till industriell storlek.
