BIOMAN – Ультразвук для переробки біомаси
- Енергія, вироблена з біогазу, є одним із найважливіших відновлюваних ресурсів і залежить від постачання субстратів і відходів, сумісних із відповідальним використанням орних земель, а також безпечним виробництвом харчових продуктів і кормів.
- BIOMAN – це фінансований ЄС проєкт для дослідження кількох фізичних і ферментативних стратегій та технологій попередньої обробки для біогазових установок.
- Потужний ультразвук є доведеним методом покращення переробки біомаси та, відповідно, значного збільшення виходу біогазу.
BIOMAN
Біологічні відходи, такі як гній і сільськогосподарські залишки, пропонують багатий ресурс для виробництва в Європі та по всьому світу. Однак, оскільки ці субстрати містять високу кількість волокон (5–80% від сухої речовини) з низьким метановим потенціалом, економічні вигоди від експлуатації біогазової установки часто занадто низькі, щоб бути економічно вигідними через низький вихід біогазу на тонну. Для покращення виходу біогазу було показано, що корисними є попередня обробка (наприклад, механічна, термічна, хімічна та біологічна) (Angelidaki & Ahring, 2000; Uellendahl et al., 2007). У проєкті Bioman досліджується концепція обробки для контуру реін’єкції з метою збільшення виходу біогазу на тонну відходів біомаси, за умови, що вигоди від обробки перевищують експлуатаційні витрати для забезпечення економічної сталості.
BIOMAN розробить для серії малих і середніх підприємств (МСП) фізичні та ферментативні стратегії та технології попередньої обробки для біогазових установок. Це дозволить членам консорціуму МСП вивести комплексні рішення на ринок і дасть змогу сільськогосподарському сектору експлуатувати біогазові установки безпосередньо на коров’ячому гної та соломі.
Контур реін’єкції
«Контур реін’єкції» ́ призначений для виробництва біогазу з рекальцитрантних низькоенергетичних субстратів з високим вмістом лігноцелюлози шляхом поєднання ряду механічних та ферментативних обробок, див. Рисунок 1. Зменшення розміру, ультразвук та ферментативні обробки є технологіями, які використовуються в контурі реін’єкції, і будуть застосовуватися до попередньо переробленої та зневодненої біомаси перед рециркуляцією в біогазовий реактор, а ключовим фокусом є загальна економічна сталість (Uellendahl et al. 2013).
Подяка
BIOMAN фінансується Сьомою рамковою програмою Європейського Союзу, якою керує REA – Виконавча агенція з досліджень: (FP7/2007-2013) за грантовим договором n0 FP7-SME-2012, 315664, “BIOMAN”.
Факти, які варто знати
Що таке біогаз і з чого він складається?
Біогаз – це суміш газів, що виробляється в результаті розкладання органічної речовини за відсутності кисню. Його основними компонентами є метан (CH₄) і вуглекислий газ (CO₂). Основними компонентами біогазу є метан (CH₄) і вуглекислий газ (CO₂). Біогаз можна виробляти з такої сировини, як сільськогосподарські відходи, гній, муніципальні відходи, рослинний матеріал, стічні води, зелені відходи або харчові відходи. Це відновлюване джерело енергії, яке в багатьох випадках має дуже малий вуглецевий слід.
Оскільки метан, водень і чадний газ (CO) можуть горіти або окислюватися киснем, біогаз використовується як відновлюване джерело енергії. Ця енергія переважно використовується як паливо та для опалення, або перетворюється за допомогою газового двигуна на електроенергію та тепло.
Чому потрібна попередня обробка для виробництва біогазу?
Біологічні відходи, такі як гній і сільськогосподарські залишки, містять високу кількість волокон (5–80% від сухої речовини) з низьким метановим потенціалом, що часто робить біогазові установки нерентабельними через низький вихід біогазу на тонну. Попередня обробка (механічна, термічна, хімічна та біологічна) використовується для покращення виходу.
Яку роль відіграє потужний ультразвук у переробці біомаси?
Потужний ультразвук є доведеним методом покращення переробки біомаси та значного збільшення виходу біогазу. У межах контуру реін’єкції ультразвук є однією з ключових технологій дезінтеграції, що застосовуються разом зі зменшенням розміру та ферментативними обробками.
Як знайти правильну ультразвукову систему для мого процесу?
Hielscher пропонує лабораторні та промислові ультразвукові процесори (до 16 000 W) і обговорить ваші конкретні вимоги, щоб надати систему, яка відповідає вашій установці для переробки або попередньої обробки.
Чи покращує ультразвукова обробка аеробне перетравлення надлишкового активного мулу?
Ультразвукова обробка є ефективним способом покращення перетравлення мулу. Ультразвук покращує процес, збільшуючи руйнування клітинних стінок і біодоступність субстрату, що при анаеробному перетравленні підвищує вихід метану на тонну відходів біомаси. Для аеробного перетравлення надлишкового активного мулу (WAS) той самий механізм ультразвукової обробки також прискорює дезінтеграцію та гідроліз і може зменшити об’єм мулу. Дізнайтеся про переваги ультразвукової обробки в аеробному перетравленні WAS!
Література/Посилання
- 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 виробляє високоефективні ультразвукові гомогенізатори від лабораторного до промислового розміру.
