Bir önceki yazımızda biyogazları öğrenmek için ilk adımımızı atmıştık, ilgili yazıya bu adresten ulaşabilirsiniz. Bu yazımızda teorik olarak biyogazın nasıl üretildiğini ve hangi reaksiyonların gerçekleştiğini öğreneceğiz.
Bu kodlama ile başlayalım:
Sağdaki resimde iki dikdörtgen ve bir daire var.
Çimen adı verilen hammaddemiz hayvansal veya bitki atıkları olabilir. Sindirim, sindirim, öğütme ve karıştırmanın gerçekleştiği yerdir. Burada hammadde mümkün olduğu kadar homojen sıvı kıvamına getirilerek prosesimizde kolayca taşınabilmesi ve fermantasyona uygun hale gelmesi sağlanır. Su, güneş ışığı ve karbondioksit bu bölüme gönderilir.
Biyogaz tesisi adı verilen kısım fermantasyonun gerçekleştiği yerdir. Burada aşağıda detaylı olarak anlatılacağı gibi bakterilerin etkisiyle biyogaz üretilir. Bu kısımdan su ve karbondioksit çekilir.
Enerji bölümünde üretilen biyogazdan enerji elde edilerek, yakma bölümünde ihtiyaç duyulan enerjinin bir kısmı karşılanabilmektedir.
1. Biyogaz üretim süreci
Biyogaz üretimi, organik atıkların ve atıkların yer altında bulunan bir giriş tankına doldurulmasıyla başlar. Tanka doldurulan hammaddeler yeterli hızda akış yolu ile fermentöre iletilir. Fermentör, fermantasyonun gerçekleştiği kısımdır. Fermentöre ulaşan katı-sıvı hammaddelerdeki karbonhidratlar, proteinler ve yağlar bakterilerin etkisiyle karbondioksit, asetik asit ve çözünebilir uçucu organik maddeye dönüştürülür.
Daha sonra elde edilen uçucu yağ asitleri bakterilerin etkisiyle tekrar hidrojen ve asetik aside dönüştürülür. Son aşamada oluşan hidrojen ve asetik asit, ürünümüz olan metana dönüştürülür.
Metan yani biyogaz depolama tankında birikir ve fermantasyon cihazındaki biyogaz çıkışından alınır. Bu dönüştürme işleminden arta kalan tortu, fermentör atık çıkışından alınarak başka bir tankta toplanır. Bu atık biyo-kompost olarak adlandırılır ve tarımda kullanılabilir.
Biyogaz üretim sürecinde güvenlik
Yukarıdaki süreçte güvenlik için dikkat edilmesi gereken bazı hususlar vardır.
Bu sürecin doğru ve güvenli bir şekilde işlemesi için;
– Fermentör tankına ışık girmemelidir.
– Çürütücüde yani çürütücü tankında kesinlikle oksijen bulunmamalıdır.
– Antibiyotik almış hayvanların dışkıları üretim tankına aktarılmamalıdır.
– Deterjan içeren organik atıklar üretim tankına aktarılmamalıdır.
Yeni bakterilerin oluşması ve büyümesi için yeterli nitrojen mevcut olmalıdır.
Üretim tankının pH değeri 7,0 ile 7,6 arasında olmalıdır.
Çürütücünün sıcaklığı 35°C veya 56°C’de sabit tutulmalıdır.
– Üretim tankında en az %50, %90 oranında su bulunmalıdır.
2. Biyogaz üretiminin mikrobiyolojisi
Biyogaz üretimi sırasında bakterilerin fermantasyondaki rolü çok yüksektir. Hammaddeden biyogaz yani metan üretiminde üç aşama vardır ve bu üç aşamada bakteriler yer alır.
İlk olarak, hammaddelerdeki karbonhidrat, yağ ve proteinler, bakterilerin fermente edilmesi ve hidrolize edilmesiyle ana ürünler olarak karbondioksit, asetik asit ve çözünür uçucu organik maddeye dönüştürülür. Oluşan uçucu yağ asitleri daha sonra asit oluşturan bakteriler tarafından asetik asit ve hidrojene dönüştürülür. Son olarak, metanojenik bakteri popülasyonları devreye girer ve metan oluşturur. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, metanın son aşamada iki farklı reaksiyonla oluşmasıdır.
İlk reaksiyonda:
Karbon dioksit + hidrojen gazı —-> metan + su
İkinci reaksiyonda, önceden oluşturulmuş asetik asit reaksiyona girer:
Asetik asit —-> karbondioksit + metan
İlginç bir şekilde, birinci reaksiyonda reaktanlarda bulunan karbondioksit, ikinci reaksiyonda ürünlerde bulunur. Yani bu iki reaksiyon bakteriler tarafından birlikte gerçekleştirilir. Birinci reaksiyonun %30’u ve ikinci reaksiyonun %70’i ile metan üretilir.
İlgili bakteri türleri için optimum çalışma sıcaklıkları aşağıdaki gibidir:
Sokan bakteri: optimum çalışma sıcaklığı, 5-25°C.
Mezofilik) bakteri: optimum çalışma sıcaklığı, 25 – 38°C
Termofilik bakteriler: optimum çalışma sıcaklığı, 50-60°C
Aşağıdaki videoda son teknoloji bir tesiste biyogaz üretimi gösterilmekte ve oldukça anlaşılır bir şekilde anlatılmaktadır.
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]