hrvatski

Usporedba komponenti tekuće hranidbe u proizvodnji bioplina

Nus-proizvodi prehrambene industrije kao što su sirutka i pivski kvasac mogu biti korišteni kao hranidbene komponente u sektoru svinjogojske proizvodnje u Republici Hrvatskoj. Međutim kako interes za proizvodnjom energije svakim danom raste, sve je veći interes za proizvodnjom bioplina iz svinjske gnojovke i potencijalnih ko- supstrata (nus-proizvodi poljoprivredne i prehrambene industrije) kroz sustav anaerobne fermentacije u bioplinskim postrojenjima. Kako bi evaluirali je li bolje koristiti pomenute nus- proizvode kao hranidbene komponente kroz sustav tekuće hranidbe svinja ili kroz sustav bioplinskog postrojenja, neophodno je izvršiti ekonomsku i financijsku procjenu potencijalne dobiti za svaku od navedenih mogućnosti. Kroz ovaj doktorski rad također je prikazana i mogućnost korištenja klaoničkog otpada, sirutke, pivskog kvasca, i kukuruzne silaže kao ko-supstrata svinjskoj gnojovci u različitim kombinacijama za proizvodnju bioplina. Doktorski rad daje korisne informacije ekonomskih i financijskih pokazatelja u svinjogojskoj proizvodnji prilikom korištenja dostupnih nus- prozvoda prehrambene industrije u tekućoj hranidbi svinja na industrijskom farmskom sustavu u Republici Hrvatskoj. Testiranjem biokemijskog potencijala metana pojedinih supstrata definirana je (BMP) metoda kao efikasan i brz model evaluacije kapaciteta pojedinih supstrata i njihovih kombinacija za proizvodnjom metana. Koristeći BMP metodu izrađena je evaluacija proizvodnje metana za pojedine supstrate (svinjska gnojovka, sirutka, pivski kvasac, klaonički otpad i kukuruzna silaža) i njihove kombinacije. Rezultati BMP testiranja postavljeni su kao osnova za usporedbu korištenja pojedinih nus-proizvoda prehrambene industrije u tekućoj hranidbi svinja sa rezultatima korištenja pojedinih nus- proizvoda kao ko-supstrata svinjskoj gnojovci u procesu proizvodnje bioplina. Na osnovu rezultata BMP (biokemijski potencijal metana) analize rad prikazuje kako različite kombinacije supstrata (SG-svinjska gnojovka ; SGS-svinjska gnojovka i sirutka ; SGPK- svinjska gnojovka i pivski kvasac ; SGKO- svinjska gnojovka i klaonički otpad, SGKS- svinjska gnojovka i kukuruzna silaža ; TOTAL5- sv.gnojovka, sirutka, p. kvasac, kl. otpad, kuk. silaža ) i pri različitim predtretmanima imaju potencijal proizvodnje energije u rasponu od 19 – 51 kWh po toni supstrata zavisno od kombinacije i predtretmana, a čija se vrijednost izražena u kunama kreće u rasponu od 23, 77kn – 62, 94kn po toni supstrata. Važno je napomenuti kako je utvrđeno da proces anaerobne fermentacije analiziranih supstrata u znatnoj mjeri utiče na smanjenje postotka organske tvari supstrata u sve tri analizirane grupe za 39, 14% u Grupi 1 ; 35, 38% u Grupi 2 ; 42, 65% u Grupi 3. Tekućom hranidbom uz korištenje nus- proizvoda moguće je smanjiti trošak proizvodnje tovljenika za 40, 81 kn po isporučenom tovljeniku. Prikazani podaci i izračuni rađeni su na osnovu trogodišnjeg praćenja industrijskog farmskog sustava u Republici Hrvatskoj, sa kapaciteom proizvodnje 14.000 tovljenika u turnusu (90 dana po turnusu). Izračunom je prikazano smanjenje troškova za 571.340, 00 kn po turnusu ili 1.828.288, 00 kn godišnje na bazi 3.2 turnusa po godini. S druge strane prikazano je da u procesu anaerobne fermentacije, najveću količinu bioplina generira kombinacija TOTAL5 u sve tri Grupe. Prihod ostvaren od proizvodnje bioplina iz kombinacija (TOTAL 5 ; UTOTAL 5 i ETOTAL5) izračunat kroz energetsku učinkovitost za sve tri Grupe kretao se u rasponu od 909.720, 00kn – 1.132.920, 00kn za period turnusa od 90 dana, i gotovo je dva puta veći od prihoda koji je generiran kroz sustav tekuće hranidbe. Svakako treba naglasiti kako je ovo jedan od preduvjeta za adekvatno rješenje zbrinjavanja svinjske gnojovke kroz bioplinsko postrojenje, separator i pročistač otpadnih voda s okolišnog aspekta. To je trenutni problem na navedenoj lokaciji i jedan od segmenata koji je dio predmetnog zadatka, a koji je uzet u obzir tijekom izrade usporednih evaluacija u ovoj disertaciji. Koristeći sirutku i pivski kvasac kao ko- supstrate svinskoj gnojovci u bioplinskom postrojenju u svrhu proizvodnje bioplina, navodi se kako je moguć i povećan prihod kroz obračun energetske i financijske učinkovitosti na navedenoj farmskoj jedinici kroz proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora. Na osnovu podataka i prikazanih izračuna bolji ekonomski učinak ima korištenje navedenih nus- proizvoda kroz sustav tekuće hranidbe. Međutim kada smo svinjskoj gnojovci i pomenutim nus- proizvodima dodali ostale dostupne ko-supstrate (kukuruznu silažu i klaonički otpad) na navedenoj farmskoj jedinici, evidentan je znatno veći prihod kroz realizaciju proizvodnje energije nego kroz sustav tekuće hranidbe. U doktorskom radu također je prikazana mogućnost različitih vrsta predtretmana (predtretman ultrazvukom i enzimski predtretman) pojedinih supstrata prije procesa anaerobne fermentacije, te je evaluirana njihova ekonomska isplativost na osnovu proizvodnje bioplina i metana. Unutar Grupe 1 na razini normirane proizvodnje bioplina utvrđeno je da između supstrata SG, SGS, SGPK, i SGKS nije bilo utvrđenih statistički značajnih razlika. Razlika između supstrata TOTAL 5 i supstrata (SG, SGS, SGPK, SGKS) značajna je : TOTAL5 vs SG (p=0, 001) ; TOTAL5 vs SGS (p=0, 005) ; TOTAL5 vs SGPK (p=0, 031) ; TOTAL5 vs SGKS (p=0, 006). Između supstrata TOTAL 5 i SGKO nije bilo statistički značajnih razlika. Unutar Grupi 2 na razini normirane proizvodnje bioplina između supstrata USG, USGS, USGKO, USGKS nisu utvrđene statistički značajne razlike. Statistički značajne razlike utvrđene su između USGPK i : USG (p=0, 002) ; USGS (p=0, 009) ; USGKO (p=0, 028) te USGKS (p=0, 004). UTOTAL5 s obzirom na supstrate ima značajnu razliku u odnosu na USG (p=0, 001), USGS (p=0, 026), USGKO (p=0, 049) i USGKS (p=0, 003), ali nema statistički značajnih razlika između supstrata UTOTAL5 i USGPK. Statistički značajne razlike unutar Grupe 3 na razini normirane proizvodnje bioplina nije bilo. Niti u proizvodnji bioplina, niti u proizvodnji metana za analizirane Grupe na razini između Grupa nije potvrđen pozitivan ekonomski učinak predtretmana (predtretman ultrazvukom i predtretman enzimom Spezyme CP), te možemo zaključiti kako niti jedan predtretman nije financijski opravdan. Podaci prikazani u ovom radu uključuju ; karakteristike supstrata, modele predtretmana supstrata, potencijal proizvodnje metana iskazan kroz proizvodnju mlCH4 /g OT, procjenu generirane električne energije iz pojedinog supstrata, statističku analizu i ekonomske izračune.

Tekuća hranidba svinja ; anaerobna fermentacija ; predtretmani supstrata

Ova doktorska disertacija je produkt međunarodne suradnje Poljoprivrednog fakulteta u Osijeku i Iowa State University. Istraživački dio proveden je u Sjedinjenim Američkim Državama na Iowa State University i u Republici Hrvatskoj na industrijskom farmskom sustavu.