Biyogaz üretiminin artırılması için şeker pancarı küspesinin ön arıtımı

Dünya enerji tüketimi sön dönemlerde fosil yakıt kıtlığı ile insanlığı tehdit eden talebin artmasına bağlı olarak artmaktadır. Bu nedenle araştırma, yenilenebilir enerji kaynakları gibi alternatif enerji kaynaklarına odaklanmıştır. Biyogaz üretimi, çeşitli türlerdeki biyokütle besleme stoğundan veya uygun şekilde atılmadığı takdirde çevre üzerinde olumsuz etkileri olabilecek atıklardan üretilen alternatif bir enerji kaynağı olarak kabul edilmektedir. Kademeli olarak diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına kıyasla biyogaz, pazardaki verimlilik ve teknoloji değişikliği eksikliğinden dolayı yeni hız kazanmaktadır. Anaerobik bozulmada karşılaşılan problemler, lignoselülozik biyokütlenin karmaşık ve sert yapısından kaynaklanmaktadır. Hidroliz oranını ve biyogaz üretimini arttırmak için etkin bir bozulma gerekmektedir. Lignoselülozik biyokütleden biyogaz üretimini arttırmanın bir yolu olarak biyolojik olarak parçalanmayı arttırmak için anaerobik sindirim işleminden önce alt tabakaya ön arıtmalar uygulanmaktadır. Biyometan verimini arttırmak için fiziksel, kimyasal ve biyolojik ön arıtımılar yaygın olarak incelenmektedir. Biyometan üretimi, çeşitli ön arıtmalar uygulamalarıyla %25 ve >%100 oranında arttırılabilmektedir. Çesitli ön arıtım kombinasyonları da uygulanmaktadır. Ön arıtma yönteminin seçimi uygulama prosedürü, zaman, enerji ve kimyasal maliyetlerle ilgilidir. Ayrıca, kullanılan reaktifler nedeniyle kimyasal reaktiflerin etkinliği, olası korozyon veya bozulma da göz önünde bulundurulmaktadır. Bu araştırmada, şeker pancarı küspesinin lignoselülozik yapısının bozulması üzerine fiziksel ve kimyasal ön arıtımıların etkileri ve bunların kombinasyonları, ve (ii) Biyokimyasal Metan Üretimi (BMP) testlerinin uygulanmasıyla ön arıtma yöntemlerinin metan üretimine etkisi incelenmiştir. Mevcut araştırmadaki önceki veriler göz önüne alınarak, ham şeker pancarı (RSB) ve bitkin şeker pancarı (ESB) incelenmiştir. Şeker pancarı küspesi %22-30 selüloz, %22-30 hemiselüloz, %24-32 pektin ve %1-3 lignin içeriğine sahip olmaktadır. Kimyasal ön arıtma yöntemleri olarak, seyreltik H2SO4 ile asit ön arıtma ve seyreltik NaOH ile alkalik ön muamele kullanılmışdır. Fiziksel ön arımalar, mikrodalga ve otoklav altında yapılmaktadır. Fiziksel ön arıtma kapsamında spesifik metan üretim potansiyeli (SMP) 328.90 mL CH4 / gVSfeed ile sonuçlanmaktadır, bu da 2 dakika boyunca mikrodalga radyasyonuyla (300 Watt) %40 artmaktadır. %2 NaOH (25 ° C'de, 48 saatte) ile alkalin ön arıtma, %45'lik bir artışı temsil eden 286.96 mL CH4 / gVSfeed elde edildi. Ayrıca, fizikokimyasal ön arıtma sırasında şeker pancarı 30 dakika boyunca 120 ° C'de %2 asite maruz bırakıldığında 387.82 mL CH4 / gVSfeed olarak otoklavda biyometan üretim potansiyelini %65 artmaktadır. Üstelik, karışık bir substrat (önceden arıtma edilmiş 70 ve önceden arıtma edilmemiş 30), SMP'yi %60 oranında 376.11 mL CH4 / gVSfeed (2 dakika için RSB + Asit %2 + MW 300Watts) veya 280 mL CH4 / gVSfeed (ESB + Alkalin 2% + Otoklav 120 ° C, 30 dak) arttırabilmektedir. Uygulanan ön arıtma yöntemleri, ham şeker pancarı (RSB) ve bitkin şeker pancarı (ESB) kaynaklı biyogaz üretimini %40 - 65 oranında artırmıştadır. Aynı zamanda, karışık substrat kombinasyonuyla araştırma yapmak için endüstriyel bir ölçekte ön arıtmaların maliyetini düşüren yeni bir yaklaşım açmaktadır.