Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Progress in the Production of Biogas from Maize Silage Following Alkaline and Thermal Pre-Treatment

Nowicka A., Zieliński M., Dębowski M., Dudek M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2018

|

Tom 20, cz. 1

741--762

EN

This study analysed the effects of microwave radiation and sodium hydroxide on the destruction of lignocellulosic plant biomass (maize silage) and determined the susceptibility of a pre-treated substrate on anaerobic decomposition in the methane fermentation process. The effects of microwave heating-based disintegration were compared to conventional heating. The highest effectiveness of biogas production was obtained during the fermentation of a substrate conditioned using microwave radiation with the addition of NaOH in an amount of 0.2 g/gd.m., and the obtained result was 11.3% higher than a sample heated conventionally and was 29.4% higher than a sample subjected to no chemical treatment.

PL

Celem opisanych badań była analiza oddziaływania promieniowania mikrofalowego oraz wodorotlenku sodu na destrukcję lignocelulozowej biomasy roślinnej (kiszonka kukurydzy) oraz określenie podatności wstępnie przygotowanego substratu na beztlenowy rozkład w procesie fermentacji metanowej. W toku prac porównano efekty dezintegracji w oparciu o ogrzewanie mikrofalowe z wynikami uzyskanymi podczas ogrzewania konwencjonalnego. Najwyższą efektywność produkcji biogazu uzyskano podczas fermentacji substratu kondycjonowanego przy pomocy promieniowania mikrofalowego z dodatkiem NaOH w ilości 0,2 g/gs.m., otrzymany wynik był o 11,3% większy od próby ogrzewanej konwencjonalnie i o 29,4% większy od próby nie poddanej obróbce chemicznej.

2

Skuteczność wytwarzania biogazu z wybranych gatunków roślin energetycznych w procesie fermentacji metanowej wspomaganej promieniowaniem mikrofalowym

Zieliński M., Dębowski M., Kisielewska M.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 4

43--48

PL

W pracy przedstawiono innowacyjną metodę mikrofalowego ogrzewania reaktorów beztlenowych do wytwarzania biogazu z roślin energetycznych (kiszonki kukurydzy (Zea maize), lucerny (Medicago L.), ślazowca pensylwańskiego (Sida hermaphrodita (L.) Rusby), miskanta olbrzymiego (Miscanthus x giganteus) oraz sianokiszonka). Największą wydajnością wytwarzania biogazu wynoszącą 680 dm3/kg (w odniesieniu do suchej masy organicznej osadu) charakteryzowała się kiszonka kukurydzy, natomiast najmniej biogazu (331 dm3/kg) uzyskano podczas fermentacji kiszonki lucerny. Wykazano, że promieniowanie mikrofalowe poprawiło wydajność wytwarzania metanu z kiszonki kukurydzy, sianokiszonki i kiszonki miskanta, przy czym w przypadku kiszonki kukurydzy zawartość metanu w biogazie wzrosła o 18% (wydajność procesu zwiększyła się z 361 dm3/kg do 426 dm3/kg). W eksperymentach z użyciem kiszonki lucerny i ślazowca nie zaobserwowano wpływu promieniowania mikrofalowego na zwiększenie skuteczności wytwarzania biogazu i metanu w procesie fermentacji. Jakkolwiek natura atermicznych oddziaływań mikrofal nie została jeszcze jednoznacznie wyjaśniona, to jednak przeprowadzone badania wskazują na możliwość intensyfikacji procesów biochemicznych w reaktorach beztlenowych w celu zwiększenia skuteczności wytwarzania biogazu i metanu z roślin energetycznych.

EN

The paper presents an innovative method of microwave heating applied to anaerobic reactors for the manufacture of biogas from the energy crops silages (maize (Zea maize), alfalfa (Medicago L.), sida (Sida hermaphrodita (L) Rusby), giant miscanthus (Miscanthus x giganteus) and hay silage). Maize silage was demonstrated to be the most efficient in terms of biogas production, which amounted to 680 dm3/kg (per dry mass – VSS), while the least biogas (331 dm3/kg) was obtained during the fermentation of alfalfa silage. The microwave radiation clearly improved the capacity of maize, ray silage and of giant miscanthus to produce methane. For the maize silage, the methane content in the biogas increased by 18% (process performance increased from 361 dm3/kg to 426 dm3/kg). In case of alfalfa and sida silage, no effect of microwave radiation on the increase in effectiveness of methane and biogas production by fermentation process was observed. Though the nature of athermic microwave effects has not yet been clearly explained, the research conducted implies a possibility to intensify biochemical processes in anaerobic reactors in order to improve the effectiveness of biogas and methane production from the energy crops.

3

Skuteczność wytwarzania biogazu w procesie współfermentacji metanowej biomasy mikroglonów i kiszonki kukurydzy

Dębowski M., Zieliński M., Kisielewska M., Dudek M., Romanowska-Duda Z.

Ochrona Środowiska

|

2018

|

Vol. 40, nr 3

15--20

PL

Rozwój zrównoważonego rynku bioenergii opiera się obecnie na uprawach energetycznych, których zwiększona produkcja konkuruje ze światowym zaopatrzeniem w żywność oraz paszę. W związku z tym jest potrzeba poszukiwania alternatywnej biomasy energetycznej z roślin nie przeznaczonych do spożycia. Alternatywę stanowi biomasa mikroglonów, która może być produkowana niezależnie od wykorzystania gruntów rolnych. Mając to na uwadze, przeprowadzono badania laboratoryjne (w reaktorach mezofilowych pracujących w systemie ciągłym) nad określeniem potencjału biomasy mikroglonów, jako surowca do współfermentacji metanowej z kiszonką z kukurydzy (Zea mays), w celu zwiększenia wydajności wytwarzania biogazu i metanu. Na podstawie uzyskanych wyników badań wykazano, że dodatek biomasy mikroglonów do kiszonki kukurydzy poprawił wartość stosunku C/N, w porównaniu do pojedynczych substratów fermentacyjnych. Największą ilość metanu (3045 cm3/d) oraz największą wydajność wytwarzania biogazu (628 cm3/g – w odniesieniu do suchej masy organicznej) uzyskano wówczas, gdy biomasa mikroglonów stanowiła 40% mieszaniny poddanej fermentacji, a stosunek C/N wynosił 17,53.

EN

Development of a sustainable bioenergy market is based these days on energy crops, increased production of which competes with global food and feed supply. Consequently, there is a need to identify an alternative energy biomass of non-food plant species. The microalgae biomass offers such an alternative as it may be produced independently of farm land use. Therefore, laboratory studies (continuous reactors, mesophilic conditions) were carried out to investigate the potential of microalgae biomass as a feedstock for methane codigestion with the energy crop Zea mays silage, with the aim to enhance biogas/methane yield. The results showed that mixing of the maize silage with microalgae biomass improved the C/N ratio when compared to the individual fermentation substrates. The highest methane and biogas production (3 045 cm3/d and 628 cm3/g per dry mass, respectively) were achieved when microalgae biomass constituted 40% of the feedstock and the C/N ratio was 17.53.

4

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

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

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9836--9843, CD3

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%.