hrvatski

Razvoj procesa i modeliranje anaerobne razgradnje sirutke

Anaerobna razgradnja učinkovita je i ekološki prihvatljiva tehnologija oporabe energije iz biorazgradivog organskog otpada. U ovom radu provedeno je optimiranje procesa kodigestije sirutke i goveđe gnojovke s ciljem ostvarivanja maksimalne proizvodnje bioplina u kotlastom reaktoru. Istražen je utjecaj početnih volumnih udjela i pH-vrijednosti sirutke te temperature i kapaciteta pufera na proizvodnju i sastav bioplina. Definirani su optimalni uvjeti za maksimalnu proizvodnju bioplina i metana u kotlastom reaktoru: temperatura 55 ºC, početni volumni udio sirutke 10 %, uz dodatak 5 g dm-3 pufera NaHCO3. Učinkovitost procesa kodigestije sirutke i goveđe gnojovke u usporedbi s digestijom goveđe gnojovke očituje se povećanjem volumena proizvedenog bioplina od 11, 91 %, uz volumni udio metana od 78, 73 % nakon 45 dana provedbe procesa u kotlastom reaktoru pri termofilnim uvjetima (55 ºC). Ostvarenim smanjenjem KPK vrijednosti od 54, 95 % potvrđuje se učinkovitost procesa kodigestije sirutke i goveđe gnojovke u jednostupnjevitom procesu provedenom u kotlastom reaktoru. Razvijen je matematički model kodigestije sirutke i goveđe gnojovke pomoću kojeg se može opisati proizvodnja metana u ovom procesu. Model uzima u obzir specifičan sastav supstrata koji se sastoji od ugljikohidrata, proteina i lipida. Kinetika biokemijskih procesa koji se provode tijekom hidrolize celuloze, proteina i lipida opisana je kinetičkim izrazima za reakciju prvog reda. Kinetika biotransformacija tijekom fermentacije šećera i aminokiselina, anaerobne oksidacije dugolančanih masnih kiselina, acetogeneze, metanogeneze na octenoj kiselini i metanogeneze na vodiku opisana je pomoću nestrukturnog Monodovog modela, uključujući razne ihibicijske učinke. Matematički model procesa pretpostavlja da se metan proizvodi kao rezultat simultanog provođenja svih faza anaerobne razgradnje. Zbog toga je korelacija između rezultata pokusa i rezultata simulacija postignuta tek u fazi metanogeneze. Primjenjivost modela utvrđena je obzirom na predviđanje proizvodnje metana pri različitim početnim volumnim udjelima supstrata. Učinkovita proizvodnja bioplina i metana koji se može iskoristiti u energetske svrhe definira osnovnu prednost kodigestije sirutke i goveđe gnojovke u kotlastom reaktoru pri termofilnim uvjetima (55 ºC) u odnosu na ostale postupke obrade ovih supstrata.

kodigestija ; sirutka ; goveđa gnojovka ; kotlasti reaktor ; matematički model procesa

nije evidentirano