Biogazownie

Jak fermentacja biogazowa może przekształcić odpady gorzelnicze? Odkryj teraz!

Autor Ida Nowak
Ida Nowak10.12.20236 min.
Jak fermentacja biogazowa może przekształcić odpady gorzelnicze? Odkryj teraz!
banner

Fermentuje w gorzelni wywar pochodzący z produkcji alkoholu, można z powodzeniem wykorzystać do produkcji biogazu w procesie fermentacji beztlenowej. Taki bioodpad stanowi idealny substrat do biogazowni - jest jednolity, wstępnie rozpuszczony, nie wymaga podgrzewania. Gorzelnie zużywają duże ilości energii, więc wytworzony biogaz może pokryć nawet 90% ich zapotrzebowania! Poznaj zalety tej technologii.

Kluczowe wnioski:

  • Biogaz z fermentacji wywaru może zaspokoić większość potrzeb energetycznych gorzelni.
  • Specyfika wywaru czyni go łatwym w użyciu substratem o wysokiej wydajności biogazu.
  • Odzysk energii z wywaru poprawia ekonomikę produkcji i niezależność gorzelni.
  • Płyn pofermentacyjny stanowi wartościwy nawóz dla rolnictwa.
  • Technologia jest sprawdzona od wielu lat, gwarantuje niezawodność i opłacalność.

Czym są biogazownie zasilane wywarem z gorzelni?

Biogazownie zasilane wywarem z gorzelni to instalacje, w których odpadowy produkt uboczny powstający podczas produkcji alkoholu - wywar gorzelniany - jest wykorzystywany jako substrat w procesie fermentacji beztlenowej prowadzącym do produkcji biogazu.

Wywar gorzelniany zawiera duże ilości substancji organicznych, które w warunkach beztlenowych ulegają rozkładowi z wytworzeniem metanu. Dzięki zastosowaniu odpowiedniej technologii, ten bioodpad można z powodzeniem przetworzyć na gazowe paliwo odnawialne.

Taka biogazownia jest zintegrowana z gorzelnią, wykorzystując jej produkt uboczny i dostarczając wytworzony biogaz na potrzeby energetyczne zakładu.

Zalety biogazowni na wywarze gorzelnianym

Biogazownie zasilane wywarem charakteryzują się szeregiem zalet:

  • Pozwalają na zagospodarowanie odpadu poprodukcyjnego z gorzelni
  • Dostarczają tanią energię dla gorzelni, obniżając jej koszty operacyjne
  • Zwiększają niezależność energetyczną przedsiębiorstwa

Ponadto, płynny substrat wsadowy nie wymaga kosztownego podgrzewania ani rozdrabniania. Cały proces produkcyjny może być w dużym stopniu zautomatyzowany, a obsługa sprowadza się głównie do nadzoru technologicznego.

Jak długo biogazownie na wywarze działają?

Doświadczenia z biogazowniami zasilanymi wywarem gorzelnianym sięgają już lat 60. XX wieku. Wtedy tego typu instalacje powstały w RPA, wykorzystując ścieki poprodukcyjne z lokalnych gorzelni.

W Niemczech jedną z pierwszych biogazowni na wywarze uruchomił w swojej gorzelni rolniczej Pan Spradau w miejscowości Twistringen. Była to instalacja zaprojektowana przez inżyniera Schraufstettera i stała się ona archetypem dla wielu innych tego typu obiektów.

Obecnie na świecie funkcjonuje już wiele biogazowni zasilanych wywarem po destylacji alkoholu, które od wielu lat wytwarzają gaz odnawialny dla potrzeb gorzelni.

Perspektywy dla biogazowni gorzelnianych

Ponad 20-letnie pozytywne doświadczenia z eksploatacji biogazowni na wywarze wskazują, że jest to sprawdzona, niezawodna technologia, która ma dobre perspektywy rozwoju.

Wraz ze wzrostem świadomości ekologicznej i dążeniem do uniezależnienia energetycznego, coraz więcej gorzelni może zdecydować się na instalację własnej biogazowni, która przyniesie im konkretne korzyści ekonomiczne.

Czytaj więcej: Fotowoltaika na balkonie w bloku - montaż i podłączenie paneli

Jakie surowce mogą być wykorzystywane do produkcji biogazu oprócz wywaru?

Oprócz głównego substratu, jakim jest wywar gorzelniany, do produkcji biogazu w biogazowniach zintegrowanych z gorzelniami mogą być wykorzystywane również inne surowce i odpady dostępne na miejscu.

Są to przede wszystkim:

  • Ścieki poprodukcyjne
  • Nadwyżki drożdży pozostałe po fermentacji alkoholowej
  • Ziarno niepełnowartościowe
  • Odcieki i wycieki melasy cukrowej

Wszystkie te substraty uzupełniające charakteryzują się zawartością łatwo przyswajalnych związków organicznych i mogą zwiększać wydajność produkcji biogazu w biogazowni przy jednoczesnej utylizacji materiałów odpadowych z gorzelni.

Współfermentacja z innymi substratami

Ciekawą opcją jest również współfermentacja wywaru gorzelnianego z innymi substratami dostarczanymi z zewnątrz, np. z kiszonką kukurydzy lub gnojowicą. Pozwala to uzyskać efekt synergii i zwiększyć produkcję biogazu przy tej samej pojemności fermentatora.

Jednak w praktyce najczęściej stosowanym rozwiązaniem są biogazownie monosubstratowe, wykorzystujące jako wsad wyłącznie wywar po destylacji alkoholu, ze względu na prostotę i stabilność takiego rozwiązania.

Jakie są 4 etapy rozkładu materii organicznej w biogazowni?

Jak fermentacja biogazowa może przekształcić odpady gorzelnicze? Odkryj teraz!

W warunkach beztlenowych panujących w komorze fermentacyjnej biogazowni zachodzi szereg procesów mikrobiologicznych i biochemicznych prowadzących ostatecznie do powstania metanu. Można je podzielić na 4 główne etapy:

  1. Hydroliza - rozkład złożonych cząsteczek organicznych (białek, tłuszczy, węglowodanów) do prostszych związków rozpuszczalnych
  2. Zakwaszanie - konwersja produktów hydrolizy do kwasów organicznych, głównie octowego, propionowego i masłowego
  3. Acetogeneza - przekształcanie wyższych kwasów tłuszczowych do kwasu octowego
  4. Metanogeneza - powstawanie metanu w reakcji kwasu octowego lub wodoru z dwutlenkiem węgla

Aby zapewnić efektywny przebieg całego procesu, poszczególne etapy muszą zachodzić równocześnie i harmonijnie uzupełniać się nawzajem.

Warunki fermentacji beztlenowej

Kluczowe znaczenie ma utrzymanie odpowiednich warunków w komorze fermentacyjnej, takich jak:

  • Temperatura mezofilowa 35-42°C
  • Wartość pH w zakresie 6,8 - 7,2
  • Brak dostępu powietrza i światła słonecznego
  • Zapewnienie kontaktu bakterii z substratem

Pozwala to na optymalny przebieg procesu będącego dziełem metabolizmu specyficznych grup drobnoustrojów beztlenowych.

Jakie są 2 fazy fermentacji beztlenowej wywaru?

Specyfika procesu fermentacji metanowej wywaru po destylacji alkoholu powoduje, że wyróżnia się w nim dwie główne, charakterystyczne fazy:

  1. Faza hydrolizy - trwająca od 3 do 6 dni, obejmująca etapy hydrolizy i zakwaszania materii organicznej z wywaru
  2. Faza metanogenezy - trwająca od 20 do 25 dni, w trakcie której zachodzi acetogeneza i właściwy proces metanogenezy

Podział ten wynika z odmiennego tempa przebiegu poszczególnych reakcji oraz konieczności stworzenia dogodnych warunków dla różnych grup bakterii: kwaso- i metanotwórczych.

Rozdział faz fermentacji

Dlatego w biogazowniach na wywarze gorzelnianym, w odróżnieniu od typowych biogazowni rolniczych, zaleca się wyraźne rozdzielenie obu faz fermentacji i stosowanie osobnych komór dla fazy hydrolizy i metanogenezy.

Pozwala to precyzyjnie kontrolować parametry panujące w poszczególnych etapach oraz zoptymalizować wydajność produkcji biogazu.

Jak długo trwa faza hydrolizy wywaru z gorzelni?

Faza hydrolizy, czyli wstępny etap rozkładu materii organicznej obecnej w wywarze gorzelnianym, trwa zwykle od 3 do 6 dni w zależności od takich czynników, jak:

  • Rodzaj surowca - wywar ze zboża hydrolizuje wolniej niż z ziemniaków
  • Stopień rozkładu substancji organicznych
  • Konsystencja wywaru - im rzadszy, tym proces jest szybszy

W przypadku standardowego wywaru 6-9% suchej masy, wytworzonego na bazie melasy lub ziemniaków, faza hydrolizy w biogazowni gorzelnianej trwa średnio 4-5 dni.

Kontrola faz hydrolizy i metanogenezy

Aby precyzyjnie kontrolować czas trwania poszczególnych faz fermentacji wywaru i warunki ich przebiegu, konieczne jest zastosowanie rozdzielnych komór dla fazy hydrolizy i metanogenezy w biogazowni.

Pozwala to również wydajniej prowadzić cały proces technologiczny i uzyskiwać większe ilości gazu ze zfermentowanego wywaru.

Jakie wymogi mają zapewnić wysoką wydajność biogazowni na wywar?

Specyficzny charakter substratu, jakim jest wywar gorzelniany, stawia szereg szczególnych wymogów wobec projektowania i budowy biogazowni, które mają zapewnić jej wysoką efektywność produkcji biogazu.

Najważniejsze z nich to:

  • Usunięcie stałych frakcji z wywaru przed wprowadzeniem do komory fermentacyjnej
  • Zastosowanie oddzielnych komór dla fazy hydrolizy i metanogenezy
  • Ujednolicenie i dobre wymieszanie substratu przed podaniem
  • Możliwie wysoki stopień automatyzacji procesu

Spełnienie tych wytycznych pozwala precyzyjnie kontrolować fermentację wywaru, zwiększając przy tym bezpieczeństwo i opłacalność działania biogazowni.

Inne zalecenia

Ponadto, nie zaleca się dodawania gnojowicy do wsadu wywaru gorzelnianego, gdyż obniża to wydajność produkcji biogazu. Natomiast dobrym rozwiązaniem jest wstępne podgrzanie wsadu przez gorzelnię do 40-50°C.

Na czym polega specyfika wywaru jako substratu do biogazowni?

Wywar gorzelniany stanowi dość unikalny i specyficzny substrat dla procesu fermentacji metanowej w biogazowni ze względu na swoje cechy, do których zaliczamy:

  • Wysoką zawartość łatwo rozkładalnych związków organicznych
  • Jednolity i stały skład chemiczny
  • Płynną konsystencję ułatwiającą mieszanie i transport
  • Wstępny, częściowy rozkład w procesie
banner

Oceń artykuł

rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

5 Podobnych Artykułów:

  1. Podłączenie pieca gazowego - montaż i podłączenie kotła gazowego
  2. Pompa ciepła odwierty - najlepsze rozwiązanie do budowy ogrzewania
  3. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  4. Rewolucyjne wykorzystanie niedopałków na Litwie - czy Polacy podążą za tendencją?
  5. Jak poprawnie chłodzić za pomocą pompy ciepła? Odkryj najlepsze rozwiązania!
Autor Ida Nowak
Ida Nowak

Specjalizuję się w projektowaniu zrównoważonego i ekologicznego stylu życia, koncentrując się na zastosowaniu odnawialnych źródeł energii w życiu codziennym. Jestem absolwentką Wydziału Architektury Politechniki Śląskiej, gdzie skupiałam się na zrównoważonym rozwoju. Jako aktywna działaczka na rzecz środowiska, często uczestniczę w panelach dyskusyjnych i warsztatach dotyczących ekologicznego stylu życia. Jestem ceniona za moje praktyczne wskazówki, które pomagają innym w łatwym przejściu na bardziej ekologiczny styl życia, a moje artykuły mają na celu edukowanie i inspirowanie do świadomego wyboru na rzecz środowiska.

Udostępnij post

Napisz komentarz