[go: up one dir, main page]

HUP1000422A2 - Gasifiable biomass - Google Patents

Gasifiable biomass Download PDF

Info

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
Application number
HU1000422A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Tibor Biro
Janos Tamas
Mihaly Dr Petis
Original Assignee
Karoly Robert Nonprofit Kft
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 Karoly Robert Nonprofit Kft filed Critical Karoly Robert Nonprofit Kft
Priority to HU1000422A priority Critical patent/HUP1000422A2/en
Publication of HU1000422D0 publication Critical patent/HU1000422D0/en
Publication of HUP1000422A2 publication Critical patent/HUP1000422A2/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers 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

Alapanyag: Raw material: Mennyiség: Quantity: Technológiai víz Kukoricasiló Process water Corn silo 30%, 3%, 30%, 3%, Szeparált anyag Baromfi szennyvíz Tejsavó Separated material Poultry wastewater Whey 0,7%, 0,5%, 7%, 0.7%, 0.5%, 7%,

Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,

Glicerin Glycerin 0,5%, 0.5%, Szarvasmarha trágya Húslé Cattle manure Meat broth 7%, 11%, 7%, 11%, Egyéb zöld anyag Fermentlé Other green matter Fermented juice 2,3%, 7%, vagy 6%, vagy 3%, 2.3%, 7%, or 6%, or 3%, Előkezelt baromfitoll Pre-treated poultry feathers 1%, vagy 2%, vagy 5%, 1%, or 2%, or 5%, összesen: total: 100% 100%

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

Alapanyag: Raw material: Mennyiség: Quantity: Technológiai víz Kukoricasiló Process water Corn silo 30%, 17%, 30%, 17%, Szeparált anyag Tejsavó Separated material Whey 4%, 6%, 4%, 6%,

Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,

Glicerin Glycerin 2%, 2%, Szarvasmarha trágya Húslé Cattle manure Meat broth 4%, 4%, 4%, 4%, Zöldborsó Előkezelt baromfitoll Green peas Pre-treated poultry feathers 1%, 2%. 1%, 2%. összesen: total: 100% 100%

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

Alapanyag: Raw material: Mennyiség: Quantity: Technológiai víz Kukoricasiló Process water Corn silo 30%, 15%, 30%, 15%, Szeparált anyag Tejsavó Separated material Whey 4%, 7%, 4%, 7%,

Szarvasmarha hígtrágya30%,Cattle slurry 30%,

Glicerin Glycerin 2%, 2%, Szarvasmarha trágya Húslé Cattle manure Meat broth 4%, 3%, 4%, 3%, Zöldborsó Green peas 1%, 1%, Előkezelt baromfitoll Pre-treated poultry feathers 2%. 2%. összesen: total: 100% 100%

ö.példa: Egy további példaképpen! receptúra a találmány szerinti elgázosítható biomasszáraExample 5: A further exemplary recipe for gasifiable biomass according to the invention

Alapanyag: Raw material: Mennyiség: Quantity: Technológiai víz Kukoricasiló Process water Corn silo 38%, 20%, 38%, 20%, Szeparált anyag Tejsavó Separated material Whey 3%, 5%, 3%, 5%,

Szarvasmarha hígtrágya 18%,Cattle slurry 18%,

Glicerin Glycerin 3%, 3%, Szarvasmarha trágya Húslé Cattle manure Meat broth 4%, 6%, 4%, 6%, Zöldborsó Green peas 1%, 1%, Előkezelt baromfitoll Pre-treated poultry feathers 2%. 2%. Összesen: Total: 100% 100%

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)

10 : . ·· :.. ·..: • ··· ·· · ·· ·· Szabadalmi igénypontok:10 : . ·· :.. ·..: • ··· ·· ·· ·· ·· Patent claims: 1. Elgázosítható biomassza biogázüzem számára azzal jellemezve, hogy 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%.1. Gasifiable biomass for a biogas plant, characterized in that the biomass contains at least the following raw materials: water, preferably process water, organic agricultural waste raw materials, glycerol and poultry feathers pretreated with 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%. 2. Az 1. igénypont szerinti biomassza azzal jellemezve, hogy a teljes alapanyag mennyiségre vonatkozóan az előkezelt baromfitoll tömegaránya 1 - 2%, különösen 1 - 1,2%.2. Biomass according to claim 1, characterized in that the weight ratio of the pretreated poultry feathers, relative to the total amount of raw material, is 1 - 2%, in particular 1 - 1.2%. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti biomassza azzal jellemezve, hogy a szerves mezőgazdasági hulladék alapanyagok a következő alapanyagokat vagy azoknak legalább egyikét tartalmazzák: kukoricasiló, szarvasmarha hígtrágya, szarvasmarha trágya, húslé, egyéb zöld anyag.3. Biomass according to claim 1 or 2, characterized in that 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. 4. Az 1. - 3. igénypontok bármelyike szerinti biomassza azzal jellemezve, hogy a következő alapanyagoknak legalább egyikét is tartalmazza: fermentlé, szeparált anyag, baromfi szennyvíz, tejsavó.4. Biomass according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it also contains at least one of the following raw materials: fermentation broth, separated material, poultry wastewater, whey. 5. Eljárás baromfitoll előkezelésére Bacillus licheniformis KK1 baktérium törzzsel azzal jellemezve, 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.5. Method for pre-treating poultry feathers with Bacillus licheniformis KK1 bacterial strain, characterized in that the 1:6 - 1:2 poultry feather - water mixture is heated to at least 60 C° in at least 0.5 hour, then maintained 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 the bacteria are inoculated at a 0.5-3% bacteria - poultry feather weight ratio, and from the beginning of the decomposition process the temperature is adjusted 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 adjusted to a value between 6.5-7.5, preferably 6.7-7.3. BUDAPATENT/ 10.677BUDAPEST/ 10,677 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy 1:2,5-3,5 tömegarányú baromfitoll - víz keveréket 70 ±5 C°-ra fűtjük fel 4-6 óra alatt, majd e hőmérsékleten tartjuk, előnyösen 1-1,5 órán keresztül, majd a rendszer hőmérsékletét 42 - 44 C°-ra csökkentjük, nagyságrendileg előnyösen 12 óra alatt, és a baktériummal beoltjuk 1-1,2% 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 6,8-7,2 közötti értékre állítjuk be.6. The method according to claim 5, characterized in that a 1:2.5-3.5 weight ratio poultry feather - water mixture is heated to 70 ± 5 C° in 4-6 hours, then maintained at this temperature, preferably for 1-1.5 hours, then the temperature of the system is reduced to 42 - 44 C°, preferably in 12 hours, and the bacteria are inoculated at a 1-1.2% 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 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. BUDAPATENT/10.677BUDAPEST/10.677
HU1000422A 2010-08-11 2010-08-11 Gasifiable biomass HUP1000422A2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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