BIOMAN – Biyokütle Sindirimi için Ultrason
- Biyogazdan üretilen enerji, en önemli yenilenebilir kaynaklardan biridir ve ekilebilir arazilerin sorumlu kullanımı ile güvenli gıda ve yem üretimiyle uyumlu substrat ve atık malzeme tedarikine bağlıdır.
- BIOMAN, biyogaz tesisleri için çeşitli fiziksel ve enzimatik ön işlem stratejilerinin ve teknolojisinin araştırılmasına yönelik, AB tarafından finanse edilen bir projedir.
- Güç ultrasonu, biyokütlenin sindirimini iyileştirmek ve böylece biyogaz verimini önemli ölçüde artırmak için kanıtlanmış bir yöntemdir.
Yeniden enjeksiyon döngüsüyle biyogaz üretimi
BIOMAN
Gübre ve tarımsal kalıntılar gibi biyolojik atık malzemeler, Avrupa’da ve dünya genelinde üretim için bol miktarda kaynak sunar. Ancak bu substratlar, düşük metan potansiyeline sahip yüksek miktarda lif (kuru madde içeriğinin %5–80’i) içerdiğinden, ton başına düşük biyogaz verimi nedeniyle bir biyogaz tesisinin işletilmesinden elde edilen ekonomik faydalar çoğu zaman ekonomik açıdan kârlılık sağlamak için çok düşüktür. Biyogaz verimini artırmak için ön işlemlerin (ör. mekanik, termal, kimyasal ve biyolojik) faydalı olduğu gösterilmiştir (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). Bioman projesinde, atık biyokütlenin ton başına biyogaz verimini artırmak amacıyla Yeniden Enjeksiyon Döngüsü için bir işlem konsepti araştırılmaktadır; ekonomik sürdürülebilirliği sağlamak için işlemin faydalarının işletme maliyetlerini aşması bir ön koşuldur.
BIOMAN, bir dizi KOBİ için biyogaz tesislerine yönelik fiziksel ve enzimatik ön işlem stratejileri ve teknolojisi geliştirecektir. Bu, konsorsiyuma üye KOBİ’lerin pazara eksiksiz çözümler sunmasını ve tarım sektörünün biyogaz tesislerini doğrudan sığır gübresi ve samanla işletmesini sağlayacaktır.
Yeniden Enjeksiyon Döngüsü
“Yeniden Enjeksiyon Döngüsü” ́, bir dizi mekanik ve enzimatik işlemi birleştirerek yüksek lignoselüloz içeriğine sahip, parçalanmaya dirençli, düşük enerjili substratlardan biyogaz üretmek içindir; bkz. Şekil 1. Boyut küçültme, ultrason ve enzimatik işlemler, Yeniden Enjeksiyon Döngüsünde kullanılacak teknolojilerdir ve biyogaz reaktörüne yeniden dolaşıma sokulmadan önce ön sindirimden geçirilmiş ve susuzlaştırılmış biyokütlelere uygulanacaktır; genel ekonomik sürdürülebilirlik temel odak noktalarından biridir (Uellendahl et al. 2013).
Teşekkür
BIOMAN, REA – Araştırma Yürütme Ajansı tarafından yönetilen Avrupa Birliği’nin Yedinci Çerçeve Programı (FP7/2007-2013) kapsamında, n0 FP7-SME-2012, 315.664, “BIOMAN” hibe sözleşmesi uyarınca finanse edilmektedir.
Bilinmesi Gerekenler
Biyogaz nedir ve nelerden oluşur?
Biyogaz, organik maddenin oksijen yokluğunda parçalanmasıyla üretilen bir gaz karışımıdır. Ana bileşenleri metan (CH₄) ve karbondioksittir (CO₂). Biyogazın ana bileşenleri metan (CH₄) ve karbondioksittir (CO₂). Biyogaz; tarımsal atıklar, gübre, belediye atıkları, bitkisel malzemeler, kanalizasyon atıkları, yeşil atıklar veya gıda atıkları gibi ham maddelerden üretilebilir. Yenilenebilir bir enerji kaynağıdır ve birçok durumda çok küçük bir karbon ayak izi oluşturur.
Metan, hidrojen ve karbonmonoksit (CO) oksijenle yakılabildiği veya oksitlenebildiği için biyogaz yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kullanılır. Bu enerji çoğunlukla yakıt olarak ve ısıtma amacıyla kullanılır veya bir gaz motoru aracılığıyla elektrik ve ısıya dönüştürülür.
Biyogaz üretimi için neden ön işlem gerekir?
Gübre ve tarımsal kalıntılar gibi biyolojik atık malzemeler, düşük metan potansiyeline sahip yüksek miktarda lif (kuru maddenin %5–80’i) içerir; bu da ton başına düşük biyogaz verimi nedeniyle biyogaz tesislerini çoğu zaman kârsız hâle getirir. Verimi artırmak için ön işlemler (mekanik, termal, kimyasal ve biyolojik) kullanılır.
Güç ultrasonu biyokütle sindiriminde nasıl bir rol oynar?
Güç ultrasonu, biyokütlenin sindirimini iyileştirmek ve biyogaz verimini önemli ölçüde artırmak için kanıtlanmış bir yöntemdir. Yeniden Enjeksiyon Döngüsü kapsamında ultrason, boyut küçültme ve enzimatik işlemlerle birlikte uygulanan temel parçalama teknolojilerinden biridir.
Prosesim için doğru ultrasonik sistemi nasıl bulabilirim?
Hielscher, laboratuvar ve endüstriyel kullanıma uygun ultrasonik işlemciler (16.000 W’a kadar) sunar ve sindirim veya ön işlem düzeninize uygun bir sistem sağlamak için özel gereksinimlerinizi sizinle görüşecektir.
Sonikasyon, atık aktif çamurun aerobik sindirimini iyileştirir mi?
Sonikasyon, çamur sindirimini iyileştirmenin etkili bir yoludur. Ultrason, hücre duvarlarının parçalanmasını ve substratın biyoyararlanımını artırarak prosesi iyileştirir; bu da anaerobik sindirimde atık biyokütlenin ton başına metan verimini artırır. Atık aktif çamurun (WAS) aerobik sindiriminde aynı sonikasyon mekanizması, parçalanmayı ve hidrolizi de hızlandırır ve çamur hacmini azaltabilir. WAS’ın aerobik sindiriminde ultrasonik işlemin faydalarını keşfedin!
Literatür/Kaynaklar
- 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 laboratuvar ölçeğinden endüstriyel ölçeğe kadar yüksek performanslı ultrasonik homojenizatörler üretir.