Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effectiveness of using physical pretreatment of lignocellulosic biomass

Piątek Milena, Bartkowiak Anna

Journal of Water and Land Development

|

2023

|

no. 58

62--69

EN

Pretreatment is aimed at making lignin structures, which in turn causes decrystallisation and depolymerisation of cellulose. This treatment allows to increase the energy potential of substrates. A properly selected method allows for obtaining larger amounts of biogas with a high content of biomethane. The aim of the study was to analyse selected pretreatment methods (ultrasonic and hydrothermal) for biogas yield, including biomethane, and to demonstrate the effectiveness of obtaining additional electricity and heat from these methods. It was based on the literature data. On basis the study, the following information was obtained: average yield of biogas and biomethane before and after treatment, difference in yield of biogas and biomethane after treatment, and the effect of treatment on the substrate used. Moreover, an estimate was made of the effectiveness of obtaining additional electricity and heat from selected pretreatment methods compared to hard coal. Based on the analysis of the ultrasonic treatment analysis, it was shown that the best result was obtained with the ultrasound treatment of the mixture of wheat straw and cattle manure with the following parameters: frequency 24 kHz, temperature 44.30°C, time 21.23 s. This allowed a 49% increase in biogas production. The use of pretreatment would therefore allow the production of more electricity and heat capable of replacing conventional heat sources such as coal.

2

Comparative Evaluation of Biogas Yield and Physicochemical Properties of Three-Phase and Traditional Olive Oil Mill Wastes – The Most Suitable Choice for Efficient Anaerobic Digestion

Hamdi Inass, El Asri Ouahid, Lihi Khadija, Hamdaoui Hajar, Auajjar Nabila, Chafi Abdelhafid, Attarassi Benaissa

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2023

|

Vol. 24, iss. 5

76--83

EN

Olive oil mill waste is characterized by its high organic matter content, especially fatty acids, polyphenols, sugars, and proteins. These nutrients can be used as a source of energy for biogas production. However, olive oil mill waste can also contain heavy metals such as lead, cadmium, copper, and zinc that can be absorbed by plants. In addition, very high concentrations of heavy metals can also inhibit the anaerobic digestion process by affecting the methanogenic bacteria involved in biogas production The aim of this research is to determine the composition of solid and liquid rejections from traditional and continuous three-phase crushing systems, by analyzing samples from different oil mills in the eastern region of Morocco. We also applied the technology of anaerobic digestion of solid and liquid waste forms of oil mills, to make a link between the biogas yield and the physicochemical characteristics of these wastes. The results suggest that traditional oil mill wastewater (Discontinuous OMWW) has high organic matter, nutrients, and heavy metals content and a low concentration of phenolic compounds, which can increase its biogas production potential with a production of 10.02 Nml/g VS, while three-phase wastewater (Continuous OMWW) has limited biogas production potential (3.83 Nml/g VS) due to the low organic matter and nutrients content, and high concentration of phenolic compounds. Three-phase olive pomace (Continuous OMSW) has a higher biogas production (9.28 Nml/ g VS) than traditional olive pomace (Discontinuous OMSW) with 5.91 Nml/g VS. In fact, the lower content of phenolic compounds and volatile fatty acids favors their anaerobic digestion and improves their biogas production. In conclusion, the selection of the type of waste adapted for biogas production must be based on the physicochemical and microbiological characteristics of these wastes.

3

Analiza gnojowicy świńskiej jako substratu do monosubstratowej instalacji biogazowej

Wrzesińska-Jędrusiak Edyta, Łaska-Zieja Barbara, Herkowiak Marcin, Myczko Andrzej, Klimek Kamila

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 11

1649--1650

PL

Zbadano parametry gnojowicy świńskiej w dostępnym gospodarstwie rolnym i ich wpływ na uzysk biogazu i procentową zawartość metanu w biogazie. Wykazano, że zawartość suchej masy w gnojowicy wahała się w stosunkowo szerokich granicach 1,2–11,9% z medianą 3,0%, a pomimo to w trakcie monitorowania procesu uzyskano biogaz zawierający ok. 70% metanu. Wyniki otrzymano w trakcie badań i biotechnologicznego monitoringu doświadczalnej biogazowni rolniczej zasilanej gnojowicą. Czas przetrzymania gnojowicy w reaktorze o pojemności roboczej 27 m³ wynosił 9 dni. W reaktorze zastosowano innowacyjny systemem mieszania masy fermentacyjnej za pomocą pompy hybrydowej.

EN

Pig slurry from the available farm was subjected to CH4 fermentation in a reactor with a working capacity of 27 m³ for 9 days. Effect of the content of dry matter and dry org. matter in pig slurry on yield and CH₄ concn. in biogas were detd. The biogas contg. approx. 70% CH₄ was obtained with the efficiency of 34–38 m³/t of slurry.

4

Increase in biogas yield from whole crop maize silage prepared with the addition of inoculant Lactosil Biogaz Plus

Zielińska K. J., Fabiszewska A. U., Wróbel B.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2018

|

Vol. 63, nr 3

157--161

EN

The aim of the study was to evaluate the biogas profitability of silages made of whole crop maize ensiled with the addition of inoculant, containing strains of Lactobacillus genus from species that stimulate the synthesis and/or metabolism of 1,2- propanediol to propionic acid. As a result of the experiments on the synergistic action of bacterial strains an inoculant composition Lactosil Biogas Plus has been developed, which contains the following bacterial strains: L. buchneri A KKP 2047 p, L. diolivorans K KKP 2057 p and L. reuteri M KKP 2048 p. Silages made of whole crop maize with the addition of the inoculant Lactosil Biogas Plus were prepared under production conditions at the experimental station. Based on the results of the silage analyses, it was found that the effect of inoculant in the ensiling process resulted in the improvement of their microbiological purity expressed by pathogenic bacteria elimination such as bacteria of the genus Salmonella and Escherichia coli species and by fivefold reduction of molds. In the experimental silages increased content of acetic acid, 1,2- propanediol and propionic acid was observed and their aerobic stability was 192 hours, while the aerobic stability of silages prepared without the addition of inoculant was only 96 hours. Thus the experimental silages subject to methane fermentation by laboratory method allowed to achieve the biogas yield higher by 60.2 NI kg dry organic matter-1, the methane content of the biogas higher by 6.4 percent relative to the standard silage without the addition of the inoculant.

PL

Celem badań była ocena biogazodochodowości kiszonek z całych roślin kukurydzy konserwowanych z dodatkiem inokulanta, zawierającego szczepy bakterii z rodzaju Lactobacillus z gatunków, które stymulują syntezę i/lub metabolizm 1,2-propanodiolu do kwasu propionowego. W wyniku badań dotyczących synergizmu działania szczepów bakterii opracowano skład inokulanta Lactosil Biogaz Plus, który zawiera następujące szczepy bakterii: L. buchneri A KKP 2047 p, L. diolivorans K KKP 2057 p i L. reuteri M KKP 2048 p. Kiszonki z całych roślin kukurydzy z dodatkiem inokulanta Lactosil Biogaz Plus sporządzono w warunkach produkcyjnych w gospodarstwie doświadczalnym. Na podstawie wyników analizy kiszonek, stwierdzono, że działanie inokulanta w procesie kiszenia roślin spowodowało poprawę ich czystości mikrobiologicznej wyrażającej się wyeliminowaniem bakterii patogennych z rodzaju Salmonella i gatunku Escherichia coli i obniżoną pięciokrotnie liczbą pleśni. W kiszonkach doświadczalnych nastąpił wzrost zawartości kwasu octowego, 1,2-propanodiolu i kwasu propionowego, a ich stabilność tlenowa wynosiła 192 godziny, podczas gdy stabilność tlenowa kiszonek bez dodatku inokulanta tylko 96 godzin. W efekcie poddania kiszonek doświadczalnych laboratoryjnej fermentacji metanowej metodą spfm, uzyskano wzrost wydajności biogazu o 60,2 jednostek NI kg smo., wzrost zawartości metanu w biogazie o 6,4 procent w stosunku do kiszonki standardowej, bez dodatku inokulanta.

5

Określenie ilości uzyskiwania biogazu z kosubstratu na instalacji biogazowej

Sikora J., Jagodziński B.

Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich

|

2018

|

nr II/1

505--516

PL

Produkcja biogazu jest uzależniona przede wszystkim od rodzaju, ilości oraz jakości podawanych substratów. Konsekwencja w dostarczaniu surowców wpływa pozytywnie na stabilność fermentacji metanowej. Dobór odpowiedniego rodzaju substratów jest bardzo ważny dla wydajności biogazowni. Głównym celem pracy było wyznaczenie wydajności kosubstratu stosowanego w biogazowni rolniczej. Substratami stosowanymi w biogazowni były: kiszonka kukurydziana oraz gnojowica świńska. W pracy została również określona ilość wytworzonej energii elektrycznej oraz wydajność fermentorów. Analiza została przeprowadzona na podstawie danych z jednego miesiąca pracy biogazowni. Wyniki analizy wykazały pozytywny wpływ stosowania substratu dodatkowego - gnojowicy świńskiej. W dniach, kiedy podawana była gnojowica świńska wzrastał uzysk biogazu. Największy uzysk biogazu z jednej tony kosubstratu był równy 210 (Nm3). Najmniejszy uzysk biogazu z jednego Mg substratu wynosił 178 (Nm3).

EN

Biogas production depends on: the type, quantity and quality of administered substrates. Consequence in the substrates supply has a positive effect on stability of the methane fermentation. The selection of the right kind of substrates is very important for the efficiency of biogas plants. The main aim of this thesis was to determine the efficiency of co-substrate used in agricultural biogas plant. Substrates used in biogas plant were: maize silage and pig slurry. The study has also determined the amount of electricity produced and the efficiency of fermenters. The analysis was conducted based on one month of biogas plant operation. The analysis proved that usage of additional substrate (pig slurry) has a positive effect on the yield of biogas. In the days when pig slurry was in use, biogas yield increased. The highest biogas yield per ton of co-substrate was equal to 210 (Nm3). The smallest biogas yield per ton of substrate was 178 (Nm3).

6

Impact of bacterial preparation on improvement of aerobic stability and biogas yield from meadow sward silage

Zielińska K. J., Fabiszewska A. U., Wróbel B.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2017

|

Vol. 62, nr 4

219--220

EN

The aim of the study was to evaluate the impact of bacterial preparation, containing strains of Lactobacillus genera that stimulate the synthesis of 1,2-propanediol and carboxylic acids of low molecular weight, on aerobic stability of meadow sward silages and biogas yield by means of heterofermentation. Lactobacillus buchneri, L. diolivorans and L. reuteri, which are synergistically active in the synthesis of acetic acid and products of its metabolism: 1,2-propanediol and propionic acid, have been selected in the earlier studies and their co-fermentation conditions have been determined. The composition of the Lactosil Biogas starter culture was designed to conserve renewable raw materials, including meadow grass, for the production of biogas. The preparation was used for ensiling on the production scale. Based on the results of the silage analysis it was found that the action of starter culture of the new bacterial preparation resulted in an increase in acetic acid, 1,2-propanediol and propionic acid content in experimental silages and prolongation of their aerobic stability against control silages during three months of ensiling. The application of the Lactosil Biogas to the meadow grass resulted in an increase in biogas yield of the silage, processed in methane fermentation of the plant material, by 39.9 NI kg dry organic matter-1, while increasing the content of methane by 3.7% and reducing the biogas contaminants.

PL

Celem badań było określenie wpływu preparatu bakteryjnego, zawierającego szczepy bakterii z rodzaju Lactobacillus, które stymulują syntezę 1,2-propanodiolu i niskocząsteczkowych kwasów karboksylowych, na poprawę stabilności tlenowej kiszonek z runi łąkowej i uzysku biogazu na drodze heterofermentacji. W wyniku wcześniejszych badań wyselekcjonowano szczepy bakterii z gatunków: Lactobacillus buchneri, L. diolivorans i L. reuteri, synergicznie działające w kierunku syntezy kwasu octowego i produktów jego metabolizmu: 1,2-propanodiolu oraz kwasu propionowego, i określono warunki ich kofermentacji. Opracowano skład kultury starterowej preparatu Lactosil Biogaz, przeznaczonego do konserwowania surowców odnawialnych, w tym runi łąkowej, w celu produkcji biogazu,. Preparat zastosowano do sporządzenia w skali produkcyjnej kiszonek z runi łąkowej. Na podstawie wyników analizy kiszonek stwierdzono, że działanie kultury starterowej nowego preparatu bakteryjnego w procesie trzymiesięcznego kiszenia spowodowało wzrost zawartości kwasu octowego, 1,2-propanodiolu i kwasu propionowego w kiszonkach doświadczalnych oraz przedłużyło czas ich stabilności tlenowej w stosunku do kiszonek kontrolnych. Zastosowanie preparatu Lactosil Biogas do kiszenia runi łąkowej, w efekcie poddania tego surowca fermentacji metanowej, spowodowało wzrost wydajności biogazu z kiszonki o 39,9 jednostek NI kg smo1 , przy jednoczesnym wzroście o 3,7 % zawartości metanu oraz obniżeniu zawartości zanieczyszczeń biogazu.

7

Metoda zwiększenia ilości biogazu pozyskiwanego z fermentacji metanowej nawozów naturalnych

Wardal W. J., Romaniuk W., Myczko R.

Problemy Inżynierii Rolniczej

|

2016

|

R. 24, nr 4

91--107

PL

W pracy przedstawiono koncepcję urządzenia laboratoryjnego z systemem wypłukiwania materii organicznej z obornika z przeznaczeniem do produkcji biogazu oraz ocenę uzysku biogazu z nawozu naturalnego o różnym stopniu przefermentowania (dojrzałości). Ocena wydajności biogazowej badanych faz technologicznych obornika oraz mieszaniny wymywanej w celu określenia efektywności biogazowej projektowanej technologii wykazała, że spośród substratów użytych w doświadczeniu najlepsze własności pod względem prognozowanego uzysku biogazu wykazał obornik pryzmowany, 4-8-tygodniowy przed obornikiem świeżym (dobowym) i obornikiem dojrzałym (przefermentowanym, 4-6-miesięcznym). W przypadku obornika świeżego otrzymano uzysk biogazu 62,49 ± 5,03 dm3·kg-1 ś.m., natomiast w przypadku obornika pryzmowanego uzysk był o 7,05% większy, a obornika dojrzałego o 9,12% mniejszy. Z przesączy z obornika świeżego płukanego wodą destylowaną uzysk biogazu wyniósł 44,77 ± 3,58 dm3·kg-1 ś.m., natomiast z pozostałości po płukaniu obornika świeżego wodą destylowaną -17,20 ± 1,38 dm3·kg-1 ś.m.

EN

The aim of this study was to develop a concept device laboratory system for leaching of organic matter from manure, intended for the production and evaluation of biogas from manure with varying degrees of maturity. Biogas yields evaluation according to stage of maturity manure and mixtures eluted in order to determine the effectiveness of biogas designed technology showed that the substrates used in the experiment, which are three types of solid manure, the best properties in terms of forecasting the yield of biogas showed manure from dung pile (4–8 week old), before fresh manure (1 day) and old solid manure (mature manure 4–6 month old). For fresh manure (OS) the obtained biogas yield was on level 62.49 ± 5.03 dm3 per kg of fresh matter, for manure from dung pile (OP) yield was 7.05% higher, while for mature manure (OD) 9.12% lower. In turn, the filtrates (PC) of fresh manure rinsed with distilled water, the yield was 44.77 ± 3.58 dm3 per kg of fresh matter. But for residues (ST) after rinsing fresh manure rinsed with distilled water yield was 17.20 ± 1.38 dm3·kg–1 of fresh matter.

8

Biowęgiel jako materiał pomocniczy w procesie produkcji biogazu

Malińska K, Dach J.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 41

117--124

PL

Biowęgiel z uwagi na swoje właściwości fizyko-chemiczne może znaleźć zastosowanie w wielu obszarach inżynierii i ochrony środowiska. Ostatnie doniesienia literaturowe podają, że biowęgiel może być również wykorzystywany do zwiększenia efektywności produkcji biogazu. O jego przydatności decydują m.in. takie właściwości jak stabilność pod względem chemicznym, rozwinięta powierzchnia właściwa, mikroporowatość oraz obecność grup funkcyjnych. Wyniki nielicznych prac badawczych wskazują, że biowęgiel może przyczyniać się do wzrostu tempa mineralizacji materii organicznej i produkcji metanu. Z uwagi na relatywnie wysoki koszt biowęgla wskazuje się na przyjęcie kompleksowego rozwiązania w produkcji biogazu zakładającego zastosowanie biowęgla do: (1) pozyskiwania biomasy do produkcji biogazu (dodatek do paszy i ściółki, polepszacz do gleb), (2) przygotowania wsadu do procesu fermentacji (dodatek do wsadu), (3) zaszczepiania wsadu w procesie fermentacji (nośnik mikroorganizmów), (4) oczyszczania biogazu (absorbent zanieczyszczeń), (5) oczyszczania frakcji ciekłej pofermentu (sorbent), (6) zagospodarowanie frakcji stałej pofermentu (substrat do produkcji biowęgla). Jednakże dostępne w literaturze wyniki prac badawczych wymagają dalszych badań i weryfikacji w warunkach rzeczywistych oraz poznania i wyjaśnienia wpływu biowęgla i jego właściwości na dynamikę przebiegu procesu fermentacji metanowej.

EN

In view to numerous physical and chemical properties biochars can be used in many applications in the area of environmental protection and engineering. Recent findings show that biochar can be also applied in biogas production. Relatively high chemical stability and low susceptibility to degradation, high specific surface area, microporosity and the presence of functional groups indicate that biochar can have a potential for production of biogas. The available results from laboratory studies show that biochar can facilitate mineralization of organic matter and increase the yield of methane. Due to relatively high cost of biochar, the most favourable solution would include the following applications of biochar: (1) production of biomass for biogas production (as an additive to animal feed and bedding, a soil conditioner), (2) preparation of mixture (as an amendment), (3) inoculation of microorganisms (as an inoculum carrier), (4) treatment of biogas (as an absorbent), (5) treatment of liquid fraction of digestate (as a sorbent), (6) management of solid fraction of digestate (as a substrate for biochar production). However, the conducted studies need further work and confirmation in larger scale. Also, the effects of biochar on anaerobic fermentation dynamics should be investigated and explained.

9

The effect of mechanical disintegration on whe straw biodegradability of wheat straw

Krátký L., Jirout T.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2013

|

Nr 3

202--203

EN

Present-day operating biogas plants are based on the treatment of lignocellulosic biomass presented in such materials as agriculture and forestry wastes, municipal solid waste, waste paper, wood and herbaceous energy crops. The biodegradability of untreated substrates is generally very low because of physical and chemical barriers caused by structure of lignocelulosic biomass. Therefore, pretreatment of biomass is an essential step in order to increase biomass digestibility. This paper is devoted to the mechanical disintegration of straw by the newly developed prototype of mill named MACERATOR. Its effectiveness is evaluated by the energy requirement for disintegration of wheat straw, by changes in particle sizes and also by biogj tests.

PL

Obecnie, czynne biogazownie opierają się na obróbce masy lignocelulozowej, która zawarta jest w takich materiałach jak: rolnicze i leśne odpady, stałe odpady komunalne, zużyty papier, drewno i rośliny energetyczne. Biodegradowalność nieprzerobionych substratów ogólnie jest bardzo niska ze względu na ﬁzyczne i chemiczne bariery, spowodowane przez strukturę masy lignocelulozowej. Dlatego też obróbka biomasy jest istotnym etapem podniesienia jej fermentowalności. Artykuł ten poświęcony jest mechanicznej dezintegracji słomy pszennej za pomocą nowo utworzonego prototypu młyna o nazwie MACERATOR. Jego efektywność jest oceniana na podstawie zapotrzebowania energetycznego na dezintegrację słomy pszennej poprzez zmiany wymiaru cząstek i testów na wydajność biogazu.