Określenie efektywności produkcji biogazu fermentacyjnego z kiszonki kukurydzy i kiszonki słomy kukurydzianej w oparciu o pomiary respirometryczne

• Autorzy: Szwarc D. , Zieliński M. , Dębowski M. , Kupczyk K. , Rokicka M. , Hajduk A.

Warianty tytułu

EN

Determination of the efficiency of production of biogas fermentation of silage and corn silage corn stover based on measurements of respiration

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań było określenie efektywności produkcji biogazu z dwóch rodzajów kiszonek: kiszonki kukurydzy i kiszonki słomy kukurydzianej. Eksperyment podzielony był na dwa warianty, w którym kryterium podziału był rodzaj substratu. Wariant 1 zakładał fermentację kiszonki słomy kukurydzianej, natomiast wariant 2 przetworzenie kiszonki kukurydzy. Równolegle przeprowadzono próbę kontrolną, w której wykorzystano sam osad beztlenowy bez dodatku substratu. Obciążenie osadu ładunkiem związków organicznych ustalono na 5 g/dm3. W celu przeprowadzenia procesu fermentacji metanowej na skalę laboratoryjną wykorzystano zestawy respirometryczne Oxi-Top Control firmy WTW. Pozwoliły one na przeprowadzenie pomiarów ilościowych produktów metabolizmu mikroorganizmów. Komory reakcyjne zaszczepione były wpracowanym osadem beztlenowym. Po zakończeniu pomiarów respirometrycznych uzyskany biogaz poddany był analizie składu jakościowego na chromatografie GC Agilent 7890A. Przeprowadzone doświadczenie pozwoliło zaobserwować wyższą efektywność uzysku biogazu z kisznki kukurydzy. Współczynnik produkcji biogazu dla kiszonki kukurydzy wynosił 541,6 dm3/kgs.m.o., natomiast dla kiszonki słomy kukurydzianej 363,5 dm3/kgs.m.o.. Analiza składu jakościowego uzyskanego biogazu wykazała większą produkcję metanu w przypadku wariantu zasilanego kiszonką kukurydzy. Udział procentowy metanu dla wariantu 2 wynosił 53,1%, natomiast dla wariantu 1 52,2%.

EN

The aim of the study was to determine the efficiency of biogas production from two types of silage: maize silage and silage maize straw. The experiment was divided into two variants, in which the criterion of division was kind of substrate. Option 1 assumed the fermentation of silage maize straw, while option 2 processing the corn silage. In parallel, a control test was taken in which the same solid anaerobic without the addition of substrate was used. The load sludge-laden organic compounds was adjusted to 5 g/dm3. In order to carry out the methane fermentation process on a laboratory scale there were used sets of respiration Oxi-Top Control by WTW. They permitted to carry out quantitative measurements of metabolic products of microorganisms. Reaction chambers were inoculated with anaerobic sludge. After finishing the respirometric measurement the produced biogas was analyzed in qualitative composition with the use of the gas chromatograph Agilent 7890 GC. The experiment allowed to observe a higher yield efficiency of biogas from corn silage. Factor production of biogas from maize silage was 541,6 dm3/kg, and for silage corn stover 363,5 dm3/kg. analysis of the qualitative composition of the biogas obtained showed higher production of methane in the case of variant powered by corn silage. The percentage of methane for Option 2 was 53,1%, whereas for Option 1 52,2%.

Słowa kluczowe

PL

biogaz; fermentacja metanowa; kiszonka kukurydzy; słoma kukurydziana; metan

EN

biogas; anaerobic digestion; maize silage; maize straw; methane

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 4
• Strony: 9836--9843, CD3
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Szwarc D.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

autor

Zieliński M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

autor

Dębowski M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

autor

Kupczyk K.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

autor

Rokicka M.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

autor

Hajduk A.

• Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Katedra Inżynierii Środowiska, Olsztyn, Polska

Bibliografia

• [1] Chłopek Z., Szczepański T.: Zastosowanie paliwa biogazowego w transporcie publicznym w celu zmniejszenia zanieczyszczenia środowiska w strefach chronionych ekologicznie, „Inżynieria Ekologiczna”, 30/2012, s. 27-35.
• [2] Chynoweth D.P., Owens J. M., Legrand R.: Renewable methane from anaerobic digestion of biogass, “Renewable Energy”, 22/2001, s. 1-8.
• [3] Fugol M., Prask H.: Porównanie uzysku biogazu z trzech rodzajów kiszonek: z kukurydzy, lucerny i traw, „Inżynieria Rolnicza”, 9/2011, s. 31-39.
• [4] Gołaszewski J.: Wykorzystanie substratów pochodzenia rolniczego w biogazowniach w Polsce, „Postępy Nauk Rolniczych”, 2/2011, s. 69-94.
• [5] Jagadabhi S. P., Kaparaju P., Rintala J.: Two-stage anaerobic digestion of tomato, cucumber, common reed and grass silage in leachpbed reactors and upflow anaerobic sludge blanket reactors, „Bioresource Technology”, 7/2011, s. 4726-4733.
• [6] Menardo S., Airoldi G.,Cacciatore V., Balsari P.: Potential biogas methane yield of maize stover fractions and evaluation of some possible stover harvest chains, „Biosystems Engineering”, 129/2015, s. 352-359.
• [7] Sekiguchi Y., Kamagata Y., Harada H.: Recent advances inmethane fermentation technology, „Current Opinion in Biotechnology”, 3/2001, s. 277-282.
• [8] Szlachta J., Fugol M.: Analiza możliwości produkcji biogazu na bazie gnojowicy oraz kiszonki z kukurydzy, „Inżynieria Rolnicza”, 5/2009, s. 275-280.
• [9] Ward A.J.,Hobbs P.J., Holliman P.J., Jones D.L.: Optimisation of the anaerobic digestion of agricultural resources, „Bioresource Technology”, 17/2008, s. 7928-7940.
• [10] Wojnowska- Baryła I., Bernat K.: Produkcja biogazu w procesach fermentacji i ko-fermentacji, „Ekoenergetyka”, 1/2012, s. 48-56.