HUP1000422A2 - Gasifiable biomass - Google Patents
Gasifiable biomass Download PDFInfo
- Publication number
- HUP1000422A2 HUP1000422A2 HU1000422A HUP1000422A HUP1000422A2 HU P1000422 A2 HUP1000422 A2 HU P1000422A2 HU 1000422 A HU1000422 A HU 1000422A HU P1000422 A HUP1000422 A HU P1000422A HU P1000422 A2 HUP1000422 A2 HU P1000422A2
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- poultry
- temperature
- bacteria
- biomass
- raw materials
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims description 21
- 244000144977 poultry Species 0.000 claims description 46
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 28
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 19
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 11
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 11
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 11
- 239000005862 Whey Substances 0.000 claims description 9
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 claims description 9
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 claims description 9
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 9
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 9
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 claims description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 8
- 241000194108 Bacillus licheniformis Species 0.000 claims description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 7
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 6
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 6
- 239000004460 silage Substances 0.000 claims description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 5
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 8
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102000011782 Keratins Human genes 0.000 description 5
- 108010076876 Keratins Proteins 0.000 description 5
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 5
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 101710089384 Extracellular protease Proteins 0.000 description 2
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 2
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 2
- 239000004365 Protease Substances 0.000 description 2
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 2
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 241001464837 Viridiplantae Species 0.000 description 1
- 230000002053 acidogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 244000052637 human pathogen Species 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 239000010867 poultry litter Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000020978 protein processing Effects 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001932 seasonal effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
\ C\C
BUDAPATENT/10.677 közzétételi^BUDAPATENT/10.677 publication^
PÉLDÁNY rto űG^lCOPY rto ű G ^l
ELSŐBBSÉGI ,PRIORITY,
IRAT : . ·::* ·: C <: Λ DOCUMENT : . ·::* ·: C <: Λ
ELGÁZOSÍTHATÓ BIOMASSZAGASIFYABLE BIOMASS
A találmány tárgya elgázosítható biomassza biogázüzem számára.The invention relates to gasifiable biomass for a biogas plant.
A biogáz a biomasszában levő szerves anyagok anaerob körülmények között, mikrorganizmusok segítségével történő lebontása eredményeképpen képződött gázelegy, mely legnagyobb részben metánt tartalmaz. E mikrobiológiai folyamatsor lényegében két fő részből áll, fermentációból és metánképződésböl. A megfelelő fermentációhoz meghatározott szén-nitrogén arány szükséges, optimális esetben ez 1:20-1:30.Biogas is a gas mixture formed as a result of the anaerobic decomposition of organic matter in biomass by microorganisms, which mainly contains methane. This microbiological process consists of two main parts, fermentation and methane formation. A specific carbon-nitrogen ratio is required for proper fermentation, optimally 1:20-1:30.
Mint ismeretes, a hulladék baromfitoll ártalmatlanításának egyik módja annak komposztálása, azonban a toll a komposztban csak igen lassan bomlik le. A tolikomposztálás másik hátránya a tetemes ammónia és kénhidrogén emisszió, mely elkerülhetetlenül a légkört szennyezi. A bűzös gázok és egyben káros emissziók visszaszorításának egyik eszköze a zárt rendszerben végrehajtott fermentáció. A szerves anyagok elgázosítása és gázmotorban való elégetése a leghatékonyabb eszköze a szerves anyagokban, így a baromfitoliban is rejlő energiák visszanyerésének. A komposzt előállításával ellentétben a folyamatban újrahasznosítható energiát állítunk elő. A toll anyagát képező keratin vízben oldhatatlan fehérje, mely igen ellenálló a proteolitikus aktivitással rendelkező enzimekkel szemben. A keratin fehérjéket diszulfid hidak kötik össze, melyek hozzájárulnak a toll igen nagy szerkezeti stabilitásához. Több módszer is lehetséges e diszulfid hidak felhasítására. Ezek közül említhetjük pl. a kémiai kezeléseket. További lehetséges ártalmatlanítási technika a hőkezelés. Magas hőmérsékleten, nyomás alatt a keratinban lévő kénhidak jelentős része elbomlik, közben káros melléktermék nem keletkeznek. Hőkezelést követően a fehérje elveszíti stabil szerkezetét, így a mikrobák által termelt proteázok számára hozzáférhetővé válik. A keratin tartalmú szennyeződések eltávolítására az extracelluláris proteázok jöhetnek szóba. Jelenleg számos extracelluláris proteázt termelő mikroorganizmus ismert. Az iparban több, baktériumok, illetve gombák által előállított proteázt használnak. Felhasználásuk számos előnnyel jár, ezek közül említhetjük olcsóságukat, működésük nagy hatékonyságát, valamint legfőképpen azt, hogy nem szennyezik a környezetet. Az irodalomban leírtakAs is known, one way to dispose of waste poultry feathers is to compost them, but feathers decompose very slowly in compost. Another disadvantage of feather composting is the large ammonia and hydrogen sulfide emissions, which inevitably pollute the atmosphere. One of the means of reducing odorous gases and harmful emissions is fermentation carried out in a closed system. Gasification of organic materials and their combustion in a gas engine is the most effective means of recovering the energy contained in organic materials, including poultry feathers. Unlike composting, the process produces recyclable energy. Keratin, which is the material of feathers, is a water-insoluble protein that is very resistant to enzymes with proteolytic activity. Keratin proteins are connected by disulfide bridges, which contribute to the very high structural stability of feathers. Several methods are possible to cleave these disulfide bridges. Among these, we can mention, for example, chemical treatments. Another possible disposal technique is heat treatment. At high temperatures and under pressure, a significant part of the sulfur bridges in keratin break down, without producing harmful by-products. After heat treatment, the protein loses its stable structure, making it accessible to proteases produced by microbes. Extracellular proteases can be used to remove keratin-containing contaminants. Currently, several microorganisms that produce extracellular proteases are known. Several proteases produced by bacteria and fungi are used in industry. Their use has several advantages, including their low cost, high efficiency of operation, and most importantly, the fact that they do not pollute the environment. What is described in the literature
BUDAPATENT/10.677 keratin bontására képes enzimeket termelő mikroorganizmusokat, azonban ezek többségének a keratinbontó képessége kicsi, illetve összetett táptalaj szükséges a fenntartásukhoz, esetleg humán patogének, így üzemi méretű felhasználhatóságuk korlátozott.BUDAPATENT/10.677 microorganisms that produce enzymes capable of breaking down keratin, however, most of these have a low keratin-breaking ability, require complex media for their maintenance, and are possibly human pathogens, so their applicability on a commercial scale is limited.
Ismeretes baromfitoll mikroorganizmusokkal való feltárásának lehetősége például Bacillus licheniformis keratinbontó baktérium segítségével, amelyről Williams és társai számoltak be 1990-ben az Appl.Env.Microbiol. 56(6) számban, 1509-1515 old.. Egy ezzel kapcsolatos további cikk például a Mézes és társai: „Baromfitoll feltárhatóságának vizsgálata biogáz célú hasznosításhoz”, amely az Agrártudományi Közlemények 2007/26. sz. Különszámában jelent meg.The possibility of digesting poultry feathers with microorganisms is known, for example, with the help of the keratin-degrading bacterium Bacillus licheniformis, which was reported by Williams et al. in 1990 in Appl.Env.Microbiol. 56(6), pp. 1509-1515. A further related article is, for example, Mézes et al.: “Investigation of the digestibility of poultry feathers for biogas utilization”, which was published in the Special Issue of Agrártudományi Közlemények 2007/26.
Amellett, hogy a baromfitoll felhasználása biogáz előállítására a baromfitollnak, mint hulladéknak a feldolgozását megoldja, a nagy nyersfehérje tartalmú baromfitoll alkalmas a biogáz előállításra használt nagy széntartalmú mezőgazdasági hulladék alapanyagok, mint pl. hígtrágyák, növényi hulladékok és melléktermékek, szén-nitrogén arányának javítására is.In addition to the fact that the use of poultry feathers for biogas production solves the processing of poultry feathers as waste, poultry feathers with a high crude protein content are also suitable for improving the carbon-nitrogen ratio of high-carbon agricultural waste raw materials used for biogas production, such as liquid manure, plant waste and by-products.
Felismerésünk alapján a találmányunk célja olyan elgázosítható biomassza biztosítása biogázüzem számára, amelynek segítségével a nagy széntartalmú mezőgazdasági hulladék alapanyagokat tartalmazó biomassza bizonyos részarányban -Bacillus licheniformis baktériummal- előkezelt baromfitollat is tartalmaz.Based on our understanding, the aim of our invention is to provide gasifiable biomass for biogas plants, by means of which the biomass containing high-carbon agricultural waste raw materials also contains a certain proportion of poultry litter pretreated with the bacterium Bacillus licheniformis.
Találmányunk ennek megfelelően elgázosítható biomassza biogázüzem számára, ahol a biomassza legalább a következő alapanyagokat tartalmazza: víz, előnyösen technológiai víz, szerves mezőgazdasági hulladék alapanyagok, glicerin és Bacillus licheniformis KK1 baktérium törzzsel előkezelt baromfitoll, ahol a teljes alapanyag mennyiségre vonatkozóan az előkezelt baromfitoll tömegaránya 0,5 5%.Our invention is accordingly a gasifiable biomass for a biogas plant, where the biomass contains at least the following raw materials: water, preferably process water, organic agricultural waste raw materials, glycerol and poultry feathers pretreated with the Bacillus licheniformis KK1 bacterial strain, where the weight ratio of the pretreated poultry feathers with respect to the total raw material quantity is 0.5-5%.
BUDAPATENT/10.677 : . ·: :.. ·..:BUDAPATENT/10.677 : . ·: :.. ·..:
• · · · ·· · · ··• · · · · · · · ·
A felhasznált víz általában technológiai víz, amely kis szárazanyag-tartalmú alapanyag, és a technológia által igényelt nedvességtartalom beállítása miatt szükséges. Kéntartalma elhanyagolható.The water used is usually process water, which is a raw material with a low dry matter content and is necessary to adjust the moisture content required by the technology. Its sulfur content is negligible.
A glicerin a legkitűnőbb szénforrás. Pl. a biodízel gyártás, észterezés melléktermékeképpen nyerhetjük. Gyakorlatilag nincs nitrogéntartalma, ezért a kedvezőtlen szén-nitrogén arányt hatásosan javítja. Kéntartalma minimális.Glycerin is the most excellent carbon source. It can be obtained, for example, as a by-product of biodiesel production and esterification. It has practically no nitrogen content, therefore it effectively improves the unfavorable carbon-nitrogen ratio. Its sulfur content is minimal.
Egy előnyös kiviteli alaknál a teljes alapanyag mennyiségre vonatkozóan az előkezelt baromfitól! tömegaránya 1 - 2%, különösen mintegy 1 - 1,2%. A baromfitoll részarányának elsősorban a kéntartalom szab határt. 1 % körüli baromfitoll arány esetében nincs szükség külön kéntelenítésre.In a preferred embodiment, the weight ratio of pretreated poultry to the total raw material is 1-2%, in particular about 1-1.2%. The proportion of poultry feathers is primarily limited by the sulfur content. In the case of a poultry feather proportion of about 1%, no separate desulfurization is necessary.
Egy további előnyös kiviteli alaknál a szerves mezőgazdasági hulladék alapanyagok a következő alapanyagokat vagy azoknak legalább egyikét tartalmazzák: kukoricasiló, szarvasmarha hígtrágya, szarvasmarha trágya, húslé, egyéb zöld anyag.In a further preferred embodiment, the organic agricultural waste raw materials comprise the following raw materials or at least one of them: corn silage, cattle slurry, cattle manure, meat juice, other green material.
A kukoricasiló elsősorban a téli időszak növényi forrása, de tulajdonképpen egész évben használják. Szén-nitrogén aránya kitűnő, 1:25 - 1:30 közötti.Corn silage is primarily a winter crop, but is actually used year-round. It has an excellent carbon-to-nitrogen ratio of 1:25 - 1:30.
A szarvasmarha hígtrágya a trágya nedves eltávolítása útján keletkezik. Szénnitrogén aránya 1:15-1:20, kéntartalma alacsony.Cattle slurry is produced by wet removal of manure. It has a carbon-nitrogen ratio of 1:15-1:20 and a low sulfur content.
A szarvasmarha trágyát nagyobb szárazanyag- és kéntartalom jellemzi. Almos szarvasmarhatartásból származik, mennyiségi pufferelésre alkalmas.Cattle manure is characterized by a higher dry matter and sulfur content. It comes from littered cattle farming and is suitable for quantitative buffering.
A húslé a fehérje-feldolgozó üzemek mellékterméke, melynek szén-nitrogén aránya 1:5, nagyon kedvezőtlen, ezért csak jelentős szénforrással együtt használható. így viszont az egyik legjobb gázhozamú alapanyag. Kéntartalma magas. A húslevet közvetlenül kell a fermentorba juttatni, mivel hidrolízise gyorsan zajlik, és ezért gyakorlatilag a keverés alatt elkezd kigázosodni.Meat broth is a by-product of protein processing plants, with a carbon-nitrogen ratio of 1:5, which is very unfavorable, and therefore can only be used in conjunction with a significant carbon source. However, it is one of the best gas-yielding raw materials. Its sulfur content is high. Meat broth must be fed directly to the fermenter, as its hydrolysis occurs quickly and therefore it begins to gasify practically during mixing.
Az egyéb zöld anyag szezonális alapanyag, valamilyen szántóföldi zöldnövény, például zöldborsó vagy más hüvelyes. Nagyobb mennyiségű bevitelét a kedvezőtlen szén-nitrogén aránya miatt, mely 1:10, kerülni kell. Ugyanakkor könnyen feltáródó alapanyag, ezért szénforrással párosítva jól hasznosítható.Other green matter is a seasonal raw material, some kind of field green plant, such as green peas or other legumes. Its larger intake should be avoided due to the unfavorable carbon-nitrogen ratio, which is 1:10. At the same time, it is an easily digestible raw material, so it can be well utilized when paired with a carbon source.
BUDAPATENT/ 10.677BUDAPEST/ 10,677
Egy további előnyös kiviteli alaknál a biomassza a következő további alapanyagoknak legalább egyikét is tartalmazza: fermentlé, szeparált anyag, baromfi szennyvíz, tejsavó.In a further preferred embodiment, the biomass also contains at least one of the following additional raw materials: fermentation broth, separated material, poultry wastewater, whey.
A szeparált anyag a kierjedt fermentlének a fizikai szétválasztása során visszamaradt szilárd fázisa, melynek szerves anyag tartalma még igen jelentős. A folyamat elejére való visszajuttatása a kigázosodásra még képes szénforrás miatt indokolt. A szeparált anyag szén-nitrogén aránya kitűnő, köszönhetően annak, hogy a nitrogénformák a hígfázisba igyekeznek. Éppen ezért az arány javítására is használható, de átmeneti alapanyaghiány esetén is jó tartalék. A kéntartalma alapvetően a receptúra függvénye, gyakorlatilag annak átlagos értékének felel meg, de mindenképpen annak redukált értéke, mivel a kén a folyamat során többféle módon is távozik.The separated material is the solid phase remaining during the physical separation of the fermented ferment, the organic matter content of which is still very significant. Its return to the beginning of the process is justified because of the carbon source that is still capable of degassing. The carbon-nitrogen ratio of the separated material is excellent, thanks to the fact that the nitrogen forms tend to the liquid phase. For this reason, it can also be used to improve the ratio, but it is also a good reserve in case of temporary raw material shortages. The sulfur content is basically a function of the recipe, practically corresponding to its average value, but in any case its reduced value, since sulfur is released in several ways during the process.
A baromfi szennyvíz a vágóhídi mosásból keletkező technológiai víz.Poultry wastewater is the process water generated from slaughterhouse washing.
A tejsavó szén-nitrogén aránya kitűnő a biogáz-előállításhoz. Szárazanyagtartalma 20%, kéntartalma 3 %o alatti. Jelentősége elsősorban a pH beállítás terén van. Az acidogén fázist kifejezetten segíti, de akkor is kiváló adalék, ha az emelkedő pH miatti ammónia felszabadulást kell megakadályozni. Adagolásával a felhabzás veszélye csökkenthető.The carbon-nitrogen ratio of whey is excellent for biogas production. Its dry matter content is 20%, and its sulfur content is below 3%. Its significance is primarily in the field of pH adjustment. It specifically helps the acidogenic phase, but it is also an excellent additive when ammonia release due to rising pH needs to be prevented. By adding it, the risk of foaming can be reduced.
Találmányunk továbbá eljárás baromfitoll előkezelésére Bacillus licheniformis KK1 baktérium törzzsel úgy, hogy az 1:6 - 1:2 arányú baromfitoll - víz keveréket legalább 60 C° -ra fűtjük fel legalább 0,5 óra alatt, majd e hőmérsékleten tartjuk legalább 15 percen keresztül, majd legalább 2 óra elteltével a rendszer hőmérsékletét 50 C° alá, előnyösen 42 ±2 C°-ra csökkentjük, és a baktériummal beoltjuk 0,5-3%, baktérium - baromfitoll tömegarány mellett, és a bontási folyamat kezdetétől a hőmérsékletet a baktériumok életfeltételeinek megfelelő 42 ±2 C°-ra állítjuk be és ezen tartjuk a bontási folyamat végéig, miközben a rendszer pH-ját mérjük és azt 6,5-7,5, előnyösen 6,7-7,3 közötti értékre állítjuk be.Our invention also provides a method for pre-treating poultry feathers with Bacillus licheniformis KK1 bacterial strain, by heating the 1:6 - 1:2 poultry feather - water mixture to at least 60 C° for at least 0.5 hour, then maintaining it at this temperature for at least 15 minutes, then after at least 2 hours the temperature of the system is reduced to below 50 C°, preferably to 42 ± 2 C°, and inoculated with the bacteria at a 0.5-3% bacteria - poultry feather weight ratio, and from the beginning of the decomposition process the temperature is set to 42 ± 2 C°, which is suitable for the life conditions of the bacteria, and is maintained at this level until the end of the decomposition process, while the pH of the system is measured and set to a value between 6.5-7.5, preferably 6.7-7.3.
Egy előnyös eljárási módnál mintegy 1:2,5-3,5 tömegarányú baromfitoll - víz keveréket 70 ±5 C°-ra fűtjük fel nagyságrendileg 4-6, előnyösen 5 óra alatt, majd e hőmérsékleten tartjuk, előnyösen 1 órán keresztül, majd a rendszer hőmérsékletét 42 - 44 C°-ra csökkentjük nagyságrendileg előnyösen 12 óra alatt, és a baktériummal beoltjuk mintegy 1-1,2% baktérium - baromfitoll tömegarány mellett,In a preferred method, a mixture of poultry feathers and water in a weight ratio of about 1:2.5-3.5 is heated to 70 ± 5 C° for approximately 4-6, preferably 5 hours, then held at this temperature for preferably 1 hour, then the temperature of the system is reduced to 42 - 44 C° for approximately 12 hours, preferably 12 hours, and inoculated with the bacteria at a weight ratio of about 1-1.2% bacteria to poultry feathers,
BUDAPATENT/ 10.677 és a bontási folyamat kezdetétől a hőmérsékletet a baktériumok életfeltételeinek megfelelő 42 ±2 C°-ra állítjuk be és ezen tartjuk a bontási folyamat végéig, miközben a rendszer pH-ját mérjük és azt 6,5 - 7,5, előnyösen 6,8 - 7,2 közötti értékre állítjuk be.BUDAPATENT/ 10.677 and from the beginning of the decomposition process, the temperature is set to 42 ±2 C°, which is suitable for the living conditions of the bacteria, and is maintained at this temperature until the end of the decomposition process, while the pH of the system is measured and set to a value between 6.5 - 7.5, preferably 6.8 - 7.2.
Találmányunkat részletesebben kiviteli példák kapcsán ismertetjük.Our invention is described in more detail in connection with exemplary embodiments.
Sok, jó végeredményt adó kísérletet végeztünk a találmány szerinti elgázosítható biomassza előállítására. Ezeknél összetételben a technológiai víz 25-45 tömeg%, a szerves mezőgazdasági hulladék alapanyagok összesen 50-65 tömeg%, a glicerin 0,5-3 tömeg% és az előkezelt baromfitoll 1-5 tömeg% között mozgott. Az alkalmazott szerves mezőgazdasági hulladék alapanyagok közül a kukoricasiló 3-30 tömeg%, a szarvasmarha hígtrágya 15-35 tömeg%, míg a szarvasmarha trágya 3-10 tömeg% volt. A kísérleti receptúrák közül néhányat az alábbiakban részletesebben is leírunk.Many experiments were conducted to produce gasifiable biomass according to the invention, which yielded good results. In these experiments, the composition ranged from 25-45% by weight of process water, 50-65% by weight of organic agricultural waste raw materials, 0.5-3% by weight of glycerin, and 1-5% by weight of pretreated poultry feathers. Of the organic agricultural waste raw materials used, corn silage was 3-30% by weight, cattle slurry was 15-35% by weight, and cattle manure was 3-10% by weight. Some of the experimental recipes are described in more detail below.
.példa: Egy példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszáraExample: An exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention
Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,
BUDAPATENT/10.677 : .BUDAPEST/10.677 : .
• · · · .példa: Egy további példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszára• · · · .example: A further exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention
Alapanyag: Mennyiség:Raw material: Quantity:
Technológiai víz 30%,Process water 30%,
Kukoricasiló 19%,Corn silage 19%,
Szeparált anyag 4%,Separated material 4%,
Tejsavó 6%,Whey 6%,
Szarvasmarha hígtrágya25%,Cattle slurry25%,
Glicerin 2%,Glycerin 2%,
Szarvasmarha trágya 6%,Cattle manure 6%,
Húslé 5%,Meat broth 5%,
Zöldborsó 1%,Green peas 1%,
Előkezelt baromfitoll 2%.Pretreated poultry feathers 2%.
Összesen: 100% .példa: Egy további példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszáraTotal: 100% .example: A further exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention
Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,
BUDAPATENT/10.677 .példa: Egy további példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszáraBUDAPATENT/10.677 .example: A further exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention
Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,
ö.példa: Egy további példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszáraExample 5: A further exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention
Szarvasmarha hígtrágya 18%,Cattle slurry 18%,
BUDAPATENT/ 10.677 : . ·: :λ • ♦ · · · · · · · ··BUDAPATENT/ 10.677 : . ·: :λ • ♦ · · · · · · · ··
A felsorolt anyagok közül a szeparált anyagot, mint ki nem gázosodott szénforrást, továbbá a baromfi szennyvizet, tejsavót, valamint fermentlét csak közvetlen rendelkezésre állás esetén érdemes alkalmazni.Of the listed materials, separated material as a non-gasified carbon source, poultry wastewater, whey, and fermented juice should only be used if they are readily available.
A receptúrákban szereplő baromfitollat példaképpen a következők szerint kezelhetjük elő. Az aprított baromfitollat vízzel elegyítjük nagyságrendileg 1:3 arányban úgy, hogy egy 6 m3 —es tartályt 3 m3 vízzel és 11 (~1,1-1,5 m3) baromfitollal töltünk fel, és keverjük, majd a keveréket 70°C körüli hőmérsékletre fűtjük fel mintegy 4-6, előnyösen 5 óra alatt, majd e hőmérsékleten tartjuk mintegy 1-1,5 órán keresztül. Ezután kb. 12 óra elteltével a rendszer hőmérsékletét mintegy 42 - 44 C°-ra csökkentjük, ahol Bacillus licheniformis KK1 baktérium törzs kultúrával beoltjuk mintegy 1-1,2% baktérium-baromfitoll arányban. A bontási folyamat kezdetétől a hőmérsékletet a baktériumok életfeltételeinek megfelelő 42 C° ±2 C°-on tartjuk a bontási folyamat végéig, miközben a rendszer pH-ját mérjük és azt 6,7-7,3 közötti értékre állítjuk be. A baromfitolkvíz arány kialakítását követően a rendszer kémhatása általában kb. 6,5-re csökken. A semleges kémhatású baktériumkultúrával történő oltás következtében a pH kis mértékben növekszik, de nem éri el az optimális 6,8-7,2-es értéket, ezért ilyenkor a rendszerhez mésztejet adagolunk. Ennek hatására semleges kémhatás körüli stádiumot érhetjük el, amely a folyamat végső szakaszáig fennmarad. A fermentáció végstádiumában, a csökkenő aktivitás következtében, a pH érték kis mértékben növekszik.The poultry feathers in the recipes can be pretreated as follows, for example. The chopped poultry feathers are mixed with water in a ratio of approximately 1:3 by filling a 6 m 3 tank with 3 m 3 of water and 11 (~1.1-1.5 m 3 ) of poultry feathers and stirring, then the mixture is heated to a temperature of about 70°C for about 4-6, preferably 5 hours, and then held at this temperature for about 1-1.5 hours. Then, after about 12 hours, the temperature of the system is reduced to about 42 - 44 C°, where it is inoculated with a culture of the Bacillus licheniformis KK1 bacterial strain in a ratio of about 1-1.2% bacteria to poultry feathers. From the beginning of the decomposition process, the temperature is maintained at 42°C ±2°C, which is suitable for the living conditions of the bacteria, until the end of the decomposition process, while the pH of the system is measured and adjusted to a value between 6.7 and 7.3. After the poultry manure-water ratio is established, the pH of the system is usually reduced to approx. 6.5. As a result of inoculation with a neutral pH bacterial culture, the pH increases slightly, but does not reach the optimal value of 6.8-7.2, therefore, lime milk is added to the system. As a result, a stage of around neutral pH can be reached, which is maintained until the final stage of the process. In the final stage of fermentation, due to the decreasing activity, the pH value increases slightly.
A felsorolt receptúra összetételekkel végzett kísérleti eredmények azt mutatták, hogy megfelelő a szén-nitrogén arány, és a következő mértékű gázhozam növekedés volt elérhető: 2% -os baromfitoll arány esetén 1,4% -kai emelkedett a gázhozam, míg 1%-os baromfitoll arány esetén 1,22%-kal. A biogáz metán és szén-dioxid koncentrációiban a 2%, ill. az 1%-os baromfitoll aránnyal végzett kezelések esetében nem volt szignifikáns különbség. A biogáz fermentorokba maximálisan bevihető tollmennyiséget a belőle keletkező H2S alapján lehet behatárolni; A 2%-os bekeverési aránynál átlagosan 345 ppm kénhidrogén volt kimutatható, mely mennyiség elfogadható kéntisztítási eljárás alkalmazása mellett. Az 1 %-os bekeverési arány esetében már 300 ppm alatt volt a kénhidrogénThe experimental results with the listed recipe compositions showed that the carbon-nitrogen ratio was adequate, and the following increase in gas yield was achieved: in the case of a 2% poultry feather ratio, the gas yield increased by 1.4%, while in the case of a 1% poultry feather ratio, it increased by 1.22%. There was no significant difference in the methane and carbon dioxide concentrations of the biogas in the case of the treatments with a 2% or 1% poultry feather ratio. The maximum amount of feathers that can be introduced into biogas fermenters can be limited based on the H2S produced from it; At a 2% mixing ratio, an average of 345 ppm hydrogen sulfide was detected, which is an acceptable amount with the use of a sulfur cleaning process. In the case of a 1% mixing ratio, the hydrogen sulfide was already below 300 ppm
BUDAPATENT/10.677 termelődése, amely mennyiséghez nem szükséges kéntelenítési eljárás. Ennek megfelelően ez az arány javasolható alkalmazásra olyan biogáz üzemekben, ahol a technológia külön kéntelenítési eljárást nem tartalmaz.BUDAPATENT/10.677 production, which does not require a desulfurization process. Accordingly, this ratio can be recommended for use in biogas plants where the technology does not include a separate desulfurization process.
A biogáz összetételének paramétereit egy számítógépes vezérlésű gázanalizátor segítségével folyamatosan mértük, mind a mezofil, mind a termofil fermentorokban. Az üzemben termelt biogáz CO2 és CH4 koncentrációinak vizsgálata során megfigyelhető, hogy a metán 58-68% a széndioxid 29-41% közötti értékeket vett fel. A mezofil és termofil fermentorok gázminősége között nem figyelhető meg jelentős eltérés.The parameters of the biogas composition were continuously measured using a computer-controlled gas analyzer in both the mesophilic and thermophilic fermenters. When examining the CO2 and CH4 concentrations of the biogas produced in the plant, it can be observed that methane took on values between 58-68% and carbon dioxide between 29-41%. No significant difference was observed between the gas quality of the mesophilic and thermophilic fermenters.
A szén-dioxid és a metán-tartalom mérésén kívül a kén-hidrogén- és az ammónia-tartalom ellenőrzése is folyamatos volt. A kén-hidrogén arányát a biogázban - annak korrodáló hatása miatt - szükség esetén csökkenteni kell. Az ammónia aránya a termelődő biogázban a N-tartalom kigázosodásának mértékét mutatja meg. A kénhidrogén tartalommal szemben az ammónia tartalom esetében nem mutatható ki jelentős mérvű változás, vagyis még a 2%-os bekeverési arány mellett sem volt szignifikáns a különbség.In addition to measuring the carbon dioxide and methane content, the hydrogen sulfide and ammonia content were also continuously monitored. The hydrogen sulfide ratio in the biogas - due to its corrosive effect - must be reduced if necessary. The ammonia ratio shows the degree of outgassing of the N content in the produced biogas. In contrast to the hydrogen sulfide content, no significant change could be detected in the ammonia content, i.e. even with a mixing ratio of 2%, the difference was not significant.
Találmányunkat az oltalmi körön belül a felsorolt példáktól eltérően is igen sokféleképpen meg lehet valósítani, ezért az oltalmi kört nem lehet a példákra korlátozottan értelmezni.Our invention can be implemented in a wide variety of ways within the scope of protection, even other than the examples listed, therefore the scope of protection cannot be interpreted as limited to the examples.
A találmány segítségével az elgázosítható biomasszánál a szén-nitrogén arány javulása mellett nagyobb lesz az elérhető gázhozam, és ezen felül a hulladék baromfitoll felhasználása is megoldódik. Említést érdemel továbbá, hogy az előkezelt baromfitoll potenciálisan azért is jól hasznosítható biogáz alapanyagként, mivel ilyen fizikai állapotban sem a fűtőcsöveket nem veszélyezteti, sem felúszásra nem hajlamos.With the help of the invention, in addition to improving the carbon-nitrogen ratio of gasifiable biomass, the available gas yield will be higher, and in addition, the use of waste poultry feathers will also be solved. It is also worth mentioning that pretreated poultry feathers can potentially be used as a biogas feedstock because in this physical state they neither endanger the heating pipes nor tend to float.
BUDAPATENT/10.677BUDAPEST/10.677
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU1000422A HUP1000422A2 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Gasifiable biomass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
HU1000422A HUP1000422A2 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Gasifiable biomass |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
HU1000422D0 HU1000422D0 (en) | 2010-10-28 |
HUP1000422A2 true HUP1000422A2 (en) | 2011-06-28 |
Family
ID=89989876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
HU1000422A HUP1000422A2 (en) | 2010-08-11 | 2010-08-11 | Gasifiable biomass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
HU (1) | HUP1000422A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110183252A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-30 | 江苏丘陵地区南京农业科学研究所 | The method and application of compound amino acid liquid fertilizer are prepared using biodegradable feather |
-
2010
- 2010-08-11 HU HU1000422A patent/HUP1000422A2/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110183252A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-30 | 江苏丘陵地区南京农业科学研究所 | The method and application of compound amino acid liquid fertilizer are prepared using biodegradable feather |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HU1000422D0 (en) | 2010-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240318205A1 (en) | Methods of processing municipal solid waste (msw) using microbial hydrolysis and fermentation | |
Zahan et al. | Semi-continuous anaerobic co-digestion of chicken litter with agricultural and food wastes: a case study on the effect of carbon/nitrogen ratio, substrates mixing ratio and organic loading | |
Schnurer et al. | Microbiological handbook for biogas plants | |
US6802974B2 (en) | Method and device for producing biogas, which contains methane, from organic substances | |
CA2912579C (en) | Methods of processing municipal solid waste (msw) using microbial hydrolysis and fermentation. | |
Leow et al. | A review on application of microorganisms for organic waste management | |
BR112012023753B1 (en) | organic waste treatment | |
HUE032593T2 (en) | Production of biogas from protein-rich resources | |
Grübel et al. | Microwave-assisted sustainable co-digestion of sewage sludge and rapeseed cakes | |
EP2955217B1 (en) | Method and system for processing biomass | |
HUP1000422A2 (en) | Gasifiable biomass | |
Sari et al. | Biogas production from rice straw | |
Leke et al. | Production of bio-gas from maize cobs | |
Apriantika et al. | Biogas Production from Cow Dung and Its Potential in Indonesia | |
JP5400792B2 (en) | Organic waste treatment system and method, and organic waste-derived fermentation broth modification method | |
CN103695523A (en) | Biogas residue fermentation raw material | |
Chamy et al. | Anaerobic monodigestion of poultry manure: determination of operational parameters for CSTR | |
Alvionita et al. | Biogas production from palm oil mill effluent with indigenous bacteria | |
Utami et al. | Conversion of palm oil mill effluent on biogas production with consortium bacteria | |
AU2014333722B2 (en) | Utilization of intestinal bacteria from slaughtered animals in industrial processes and waste treatment | |
Kunal et al. | A Review on production of Biogas from Slaughter house waste and poultry litter | |
CN111454994B (en) | How to deal with ecological aquaculture waste | |
KR102051497B1 (en) | Manufacturing method for solid fuel using sewage sludge and poultry droppings, and solid fuel manufactured by the same | |
Turco et al. | Processes of biogas production: anaerobic digestion and thermal gasification | |
Pande et al. | Treatment of Garden Waste by Vermicomposting Process using Additives |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA9A | Lapse of provisional patent protection due to relinquishment or protection considered relinquished |