SK285761B6 - Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru - Google Patents

Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru Download PDF

Info

Publication number
SK285761B6
SK285761B6 SK888-99A SK88899A SK285761B6 SK 285761 B6 SK285761 B6 SK 285761B6 SK 88899 A SK88899 A SK 88899A SK 285761 B6 SK285761 B6 SK 285761B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
beet
biogas
hydrolysis
beet pulp
acidification
Prior art date
Application number
SK888-99A
Other languages
English (en)
Other versions
SK88899A3 (en
Inventor
Miroslav Hut�An
Miloslav Drtil
�Tefan Mi�O
Jozef Valach
Original Assignee
Miroslav Hut�An
Miloslav Drtil
�Tefan Mi�O
Jozef Valach
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miroslav Hut�An, Miloslav Drtil, �Tefan Mi�O, Jozef Valach filed Critical Miroslav Hut�An
Priority to SK888-99A priority Critical patent/SK285761B6/sk
Priority to CZ20002320A priority patent/CZ296375B6/cs
Priority to EP00113524A priority patent/EP1065268A3/en
Publication of SK88899A3 publication Critical patent/SK88899A3/sk
Publication of SK285761B6 publication Critical patent/SK285761B6/sk

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023—Methane
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

Opisuje sa spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru, pri ktorom sa repné rezky zmiešajú s vodou na substrát s výslednou koncentráciou 1 až 10 % objemových, ktorý sa podrobí hydrolýze so zádržnou dobou 1 až 6 dní pri teplote 15 až 50 °C so súčasnou acidifikáciou pri pH 4,0 až 6,0 a s následným pôsobením metanizačných baktérií, ktoré uvoľňujú bioplyn v kontinuálnom alebo diskontinuálnom viacstupňovom režime.

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby bioplynu z repných rezkov, najmä ako odpadu z výroby repného cukru.
Doterajší stav techniky
Pri výrobe repného cukru vznikajú ako odpad z výroby repné rezky. Repné rezky sa využívajú hlavne ako zložka krmív pre zvieratá. Týmto spôsobom však nie je vždy možné zužitkovať celý vyprodukovaný objem repných rezkov a pre cukrovary týmto vznikajú ďalšie náklady na likvidáciu alebo skladovanie tohto odpadu, pričom tento odpad obsahuje nezanedbateľné množstvo využiteľnej energie. Túto energiu je možné využiť vo forme bioplynu.
Spracovaním repných rezkov z výroby cukru sa zaoberajú hlavne práce Lane, A. G., Biomass 5, 245 - 259, 1985 a Weiland P., Water Sci. Technol. 27, 145 - 151, 1993, ktoré uvádzajú repné rezky z výroby cukru ako jeden z vhodných substrátov na anaeróbne spracovanie s cieľom výroby bioplynu.
Nevýhodou postupov uvedených v citovaných prácach je skutočnosť, že anaeróbne spracovanie repných rezkov bolo uskutočňované bez predchádzajúcej úpravy, alebo bola použitá len kvapalná fáza z predúpravy v hydrolyzačnoacidifikačnom stupni, pri ktorej je potrebné dávkovať chemické činidlá. Podstatným nedostatkom takéhoto spracovania repných rezkov je dosiahnutie nízkeho zaťaženia, a to len 4,06 kg.rrT3 a nízka účinnosť na CHSK, iba 60 až 65 %.
Jeden zo spôsobov spracovania pevných odpadov, okrem iného aj odpadov z cukrovej repy, konkrétne najvrchnejšia časť buľvy so zvyškami listov a najspodnejšia časť buľvy, anaeróbnou fermentáciou je opísaný v dokumente US 4 652 374. Tento spôsob spočíva v tom, že v hydrolyzačno-acidifikačnej fáze prebieha, po nadávkovaní pevného organického odpadu a prípadne vody, alebo odpadovej vody z metanizačnej fázy, viacstupňové oddeľovanie pevných častíc od kvapaliny a recirkulácia kvapaliny z jednotlivých fáz, a takto ošetrená kvapalina, zbavená pevných častíc je privádzaná do metanizačného stupňa. Oddelené pevné častice sú zo systému vypúšťané, prípadne, malé častice sú vrátené do reaktora prvej fázy. Zádržné doby v hydrolyzačno-acidifíkačnej fáze v uvedenom spôsobe sa udržujú v prakticky použiteľnom rozsahu 0,1 až 1,5 dňa, keď hydrolýza, resp. acidifikácia nie je spomalená zvýšením koncentrácie mastných kyselín. Tento spôsob vyžaduje konštrukčne zložité a nákladné zariadenie, ktoré zabezpečí oddeľovaním a recirkuláciou pevných častíc v hydrolyzačnoacidifikačnom stupni, požadovanú kvapalnú fázu pre metanizačný stupeň. Uvedený spôsob taktiež v princípe využíva len kvapalnú fázu z predúpravy v hydrolyzačno-acidífikačnom stupni, ako bolo uvedené v citovanej práci.
Cieľom tohto vynálezu je spôsob získania bioplynu z repných rezkov, ktorým sa dosiahne vysoké energetické využitie tejto biomasy pri použití konštrukčne jednoduchého zariadenia.
Podstata vynálezu
Cieľ vynálezu sa dosiahne spôsobom výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru, ktorého podstata spočíva v tom, že repné rezky sa zmiešajú s vodou na substrát s výslednou koncentráciou sušiny 1 až 10 % objemových , ktorý sa podrobí hydrolýze so zádržnou dobou 1 až 6 dní pri teplote 15 až 50 CC so súčasnou acidifikáciou pri pH 4,0 až 6,0 a s následným pôsobením metanizačných baktérií uvoľňujúcich bioplyn, v kontinuálnom alebo diskontinuálnom viacstupňovom režime.
Zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu je tvorené hydrolyzačno-acidifikačnou nádržou, ktorá má v hornej časti vytvorený dávkovací otvor a v dolnej časti je vybavená odoberacím potrubím. Pred hydrolyzačno-acidifikačnú nádrž je predradená prípravná nádrž, ktorá je vybavená prívodným potrubím vody aodvádzacím potrubím substrátu a v hornej časti má vytvorený násypný otvor.
Výhodné je, keď hydrolyzačno-acidifikačná nádrž je vybavená miešacím mechanizmom.
Výhodou je aj to, keď má hydrolyzačno-acidifikačná nádrž nad dnom lokalizovaný vyhrievací prvok s prívodom a odvodom vyhrievacieho média.
Spôsob podľa vynálezu vykazuje vysoké úžitkové parametre pri procese, ktorý prebieha za normálnych fyzikálnych podmienok bez použitia chemických činidiel. Vysoké zaťaženie dovoľuje výrazné zmenšenie potrebných objemov a vysoké energetické využitie biomasy.
Pri riešení podľa vynálezu nie je v hydrolyzačno-acidifikačnom stupni potrebná žiadna separácia pevnej fázy od tekutej fázy, pripadne recirkulácia tekutej fázy alebo mechanické zmenšovanie častíc repných rezkov, ako sa uplatňuje v riešeniach na využitie pevného biologického odpadu pri výrobe bioplynu v doterajšom stave techniky. Tento spôsob umožňuje vniesť do metanizačného reaktora celý obsah, t. j. neoddelenú pevnú fázu od kvapalnej fázy, z hydrolyzačno-acidifkačncj fázy.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález je bližšie vysvetlený pomocou výkresu, na ktorom je schematicky znázornené zariadenie na výrobu bioplynu z repných rezkov.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Repné rezky sa v diskontinuálnom viacstupňovom režime zmiešajú s vodou na substrát, ktorého výsledná koncentrácia sušiny je 1 % objemové. Substrát sa podrobí hydrolýze so zádržnou dobou 1 deň pri teplote 20 °C so súčasnou acidifikáciou pri pH 4,5 a s následným pôsobením metanizačných baktérií, ktoré uvoľňujú bioplyn. Špecifická produkcia bioplynu je 0,3 m3 z 1 kg repných rezkov pri obsahu 50 % metánu.
Príklad 2
Repné rezky sa v kontinuálnom viacstupňovom režime zmiešajú s vodou na substrát, ktorého výsledná koncentrácia sušiny je 10 % objemových. Substrát sa podrobí hydrolýze so zádržnou dobou 6 dní pri teplote 50 °C so súčasnou acidifikáciou pri pH 6,0 a s následným pôsobením metanizačných baktérií, ktoré uvoľňujú bioplyn. Špecifická produkcia bioplynu je 0,55 m3 z l kg repných rezkov pri obsahu 80 % metánu.
Zariadenie na výrobu bioplynu, z repných rezkov je tvorené hydrolyzačno-acidifikačnou nádržou 1, v pôdoryse kruhového alebo hranatého tvaru, ktorá má v hornej časti vytvorený dávkovací otvor 10 na dávkovanie substrátu. Vo svojej dolnej časti je hydrolyzačno-acidifikačná nádrž 1 vybavená odoberacím potrubím 7 substrátu. Hydrolyzačno2
-acidifikačná nádrž 1 je vybavená miešacím mechanizmom 6, zasahujúcim do nej zhora. Nad dnom hydrolyzačno-acidifikačnej nádrže je situovaný vyhrievací prvok 4 s prívodom 41 vyhrievacieho média a odvodom 42 ochladeného vyhrievacieho média. Pred hydrolyzačno-acidifíkačnú nádrž 1 je predradená prípravná nádrž 9, ktorá má v hornej časti vytvorený násypný otvor 2 a ktorá je vybavená prívodným potrubím 3 vody a odvádzacím potrubím 8 substrátu.
Do prípravnej nádrže 9 sa násypným otvorom 2 nadávkujú repné rezky a prívodným potrubím 3 vody sa privedie potrebné množstvo vody, čím vznikne substrát, ktorý sa odvádzacím potrubím 8 substrátu cez dávkovací otvor 10 v hydrolyzačno-acidiftkačnej nádrži 1 prečerpá do hydrolyzačno-acidifíkačnej nádrže 1 tak, aby výsledná koncentrácia celkovej sušiny bola 1 až 10 % objemových. Zádržná doba substrátu v hydrolyzačno-acidifikačnej nádrži 1 je 1 až 6 dní, čo zodpovedá zaťaženiu 1 až 30 kg.m’3. V hydrolyzačno-acidifikačnej nádrži 1 sa substrát pri teplote 15 až 50 °C podrobí hydrolýze a acidifikácii pri pH 4,0 až 6,0, po ktorej sa substrát odoberacím potrubím 7 substrátu z hydrolyzačno-acidifíkačnej nádrže 1 prečerpá do neznázomeného metanizačného reaktora, kde sa pôsobením metanizačných baktérií na substrát uvoľňuje bioplyn.
Zariadenie je jednoduchej konštrukcie s minimálnymi nárokmi na priestor a s vysokou výťažnosťou v následnom metanizačnom rozklade. Zariadenie spoľahlivo pokrýva ekonomické nároky na využitie repných rezkov na výrobu bioplynu. Špecifická produkcia bioplynu je 0,3 až 0,55 m3 z jedného kilogramu repných rezkov pri obsahu 50 až 80 % metánu.
Priemyselná využiteľnosť
Zariadenie na výrobu bioplynu z repných rezkov je možné využiť priamo v cukrovaroch alebo v podnikoch s využitím už vybudovaných metanizačných stupňov na výrobu bioplynu. Bioplyn vyrobený spôsobom podľa vynálezu je možné využiť buď priamym spaľovaním na prípravu teplej vody alebo sa dá využiť kogeneráciou na výrobu elektrickej energie a teplej vody.

Claims (1)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru, vyznačujúci sa tým, že repné rezky sa zmiešajú s vodou na substrát s výslednou koncentráciou 1 až 10 % objemových, ktorý sa podrobí hydrolýze so zádržnou dobou 1 až 6 dní pri teplote 15 až 50 °C so súčasnou acidifikáciou pri pH 4,0 až 6,0 a s následným pôsobením metanizačných baktérií, ktoré uvoľňujú bioplyn v kontinuálnom alebo diskontinuálnom viacstupňovom režime, pričom špecifická produkcia bioplynu sa udržuje v rozsahu 0,3 až 0,55 m3 z jedného kilogramu repných rezkov pri obsahu 50 až 80 % metánu.
SK888-99A 1999-06-28 1999-06-28 Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru SK285761B6 (sk)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK888-99A SK285761B6 (sk) 1999-06-28 1999-06-28 Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru
CZ20002320A CZ296375B6 (cs) 1999-06-28 2000-06-21 Zpusob výroby bioplynu z repných rízku, zejména zvýroby repného cukru
EP00113524A EP1065268A3 (en) 1999-06-28 2000-06-26 Method of producing a biogas from sugar beet remains and a device for carrying out the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK888-99A SK285761B6 (sk) 1999-06-28 1999-06-28 Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK88899A3 SK88899A3 (en) 2001-02-12
SK285761B6 true SK285761B6 (sk) 2007-07-06

Family

ID=20434061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK888-99A SK285761B6 (sk) 1999-06-28 1999-06-28 Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1065268A3 (sk)
CZ (1) CZ296375B6 (sk)
SK (1) SK285761B6 (sk)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008008283U1 (de) 2007-12-07 2008-10-16 Liska, Marian Anschluss eines Systems an eine umweltfreundliche Abfallverwertung, insbesondere einer Glyzerin-Abfallmischung

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4149766B2 (ja) * 2002-04-12 2008-09-17 レーベン ラリー 生分解性有機材料を産生ガスに転換するための方法及び装置
MD2677B2 (ro) * 2002-05-15 2005-01-31 Иосиф ОСЕЛСКИ Instalaţie de obţinere a biogazului
NZ731676A (en) 2006-10-26 2018-11-30 Xyleco Inc Processing biomass
AT506582B1 (de) * 2008-03-26 2009-10-15 Enbasys Gmbh Verfahren zur herstellung von biogas
DE102008032409A1 (de) * 2008-07-10 2010-01-14 Rietzler, Johann, Dr. Verfahren zur Herstellung von Methan aus Prozeßwässern und biogenem Material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4318993A (en) * 1974-12-09 1982-03-09 Institute Of Gas Technology Two phase anaerobic digester system
NL8303129A (nl) * 1983-09-09 1985-04-01 Gist Brocades Nv Werkwijze en inrichting voor het anaeroob vergisten van vaste afvalstoffen in water in twee fasen.
DE3539875A1 (de) * 1985-11-11 1987-05-14 Keller & Bohacek Gmbh Verfahren und vorrichtung zum herstellen enzymhaltiger biomasse aus zuckerruebenschnitzeln
NL9100063A (nl) * 1991-01-15 1992-08-03 Pacques Bv Werkwijze en inrichting voor de biologische behandeling van vast organisch materiaal.
DE4241801A1 (de) * 1992-12-11 1994-06-16 Bernhard Icking Vorrichtung zum Aufschluß von stärke- und/oder zuckerhaltigen Rohstoffen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008008283U1 (de) 2007-12-07 2008-10-16 Liska, Marian Anschluss eines Systems an eine umweltfreundliche Abfallverwertung, insbesondere einer Glyzerin-Abfallmischung

Also Published As

Publication number Publication date
CZ296375B6 (cs) 2006-03-15
CZ20002320A3 (cs) 2001-02-14
EP1065268A3 (en) 2002-06-26
SK88899A3 (en) 2001-02-12
EP1065268A2 (en) 2001-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10781143B2 (en) Method and plant for treatment of organic waste
CA2660181C (en) Method and apparatus using hydrogen peroxide and microwave system for slurries treatment
CN107971324B (zh) 一种餐厨垃圾厌氧发酵沼渣减量化资源化的方法及其装置
EP3415472B1 (en) Process and integrated plant for biogas production from organic wastes, nutrients recovery, and purification of produced biogas
WO2015006882A1 (zh) 一种实现纯秸秆厌氧消化沼液零排放的方法
Yang et al. Separation of swine wastewater into solid fraction, concentrated slurry and dilute liquid and its influence on biogas production
CN108658638A (zh) 一种用厌氧发酵和中温氧化联合操作生产有机肥的装置
EP2610222A1 (en) Method and plant for combined treatment of liquid organic waste
CN109455885A (zh) 一种氮资源热提取回收方法
CN102775026A (zh) 一种利用改性粉煤灰处理沼液的方法
SK285761B6 (sk) Spôsob výroby bioplynu z repných rezkov, najmä z výroby repného cukru
CN102580978A (zh) 餐厨垃圾生化连续处理工艺
Venkatesh et al. Start-up of an upflow anaerobic sludge blanket reactor treating low-strength wastewater inoculated with non-granular sludge
CN110877953A (zh) 污泥资源化利用的反应系统
CN109160686A (zh) 一种基于资源能源回收的污水处理方法
CN110436720A (zh) 一种畜禽粪便的资源化处理系统及其处理方法
US20230271866A1 (en) Method and device for treating organic waste, including the anaerobic digestion thereof and the composting of the digestates
CN114054482A (zh) 一种餐厨垃圾制高浓度溶解碳源的装置及方法
CN211946744U (zh) 污泥资源化利用的反应系统
CN108841580B (zh) 一种处理固体废弃物的产氢产甲烷反应器
CN111689656A (zh) 一种利用环保酵素净化水体的方法及装置
CN216377825U (zh) 一种两级厌氧膜处理装置
DE10046389A1 (de) Vergärung von Tierkörperabfällen im Biogasfermenter
CN202246667U (zh) 连续式干法高浓度厌氧反应器
Abbasi et al. Utilization of biowaste solids by extracting volatile fatty acids with subsequent conversion to methane and manure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20090628