BİYOGAZ TESİS TEKNOLOJİSİ SEMİNERİ ,MODÜL-3 ; Bir yöntem içerikli proje olarak biyogaz güncel tesis tekniği

Yöntem içerikli proje olarak güncel biyogaz tesis tekniği

Bir biyogaz tesisini projelendirmeden önce, mutlaka yerine getirilmesi gereken koşul, tesisin teknik/ekonomik yaşamı boyunca ağırlıklı olarak hangi biyolojik/organik malzemeleri  hangi miktarlarda mono şarj(sadece tek çeşit) ve  hangi oranlarda multi şarj(birçok farklı malzeme) olarak kullanacağının net şekilde belirlenmesidir. 

Çünkü bu önemli kritik baz verilere dayanılarak tesisin hangi yönteme göre projelendirileceği belirlenir.

Aşağıda biyogaz üretiminde uygulanacak yöntemleri belirleyici kriterler verilmiştir.

Kriterler                                                           yöntem tekniği

________________________________________________________________

Ham madde cinsleri ve                                      => Yaş fermentasyon      

kuru madde oranları     (I)                                 => Kuru fermentasyon

________________________________________________________________

Besleme yöntemi         (II)                                => ardışık besleme

                                                                       => düzensiz besleme

                                                                       => düzenli besleme

________________________________________________________________

Proses kademeleri       (III)                                => tek kademeli

                                                                       => çok kademeli(2 kademeli)

________________________________________________________________

Proses sıcaklığı           (IV)                                 => Sakrofil

                                                                       => Mezofil

                                                                       => termofil

________________________________________________________________

Kriter-I; ham madde cinsi,kuru kütle oranları 

Ham madde(substrat) olarak kullanılan malzemelerin niteliği, içerdikleri kuru madde, dolayısıyla organik kuru madde oranı sonuçta uygulanacak yöntemin yaş veya kuru fermentasyon olmasını belirler.

Yaş fermentasyonda malzemenin akışkan ve pompalanabilir olması gerekir. Kuru fermentasyonda ise, malzeme istiflenebilir niteliktedir.

standart değer olarak yaş fermentasyon için malzeme kuru kütle oranının sınırı max. %15 tir.(!)

Kuru fermentasyon için ise, minimum kuru madde oranı >%30 olmalıdır.

Tarımsal biyogaz tesislerinde fermentörler çoğulukla silindirik betonarme yapıda tanklardır ve genellikle yaş fermentasyon yöntemi tercih edilmektedir.

Kriter- II; Ham madde besleme şekli

Biyogaz tesisinde sürekli kullanılacak malzemelerin mevcut günlük miktarları, cinleri ve sürekliliği dikkate alınarak fermentöre besleme yöntemi belirlenir.

Ham madde(malzeme=materyal ) yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi, sürekli, kesikli, ve sürekli olmayan şekilde beslenir.

Sürekli besleme;

Burada malzeme bir ön depolama ve dengeleme tankından fermentöre bir gün içinde belirli bir zaman aralığı ve miktarlarda pompalanır. Ayni miktarda fermente olmuş(gazı alınmış) gübre ana fermentörden nihai depolamalı fermentöre aktarılır.

Bu yöntemde gaz üretimi sürekli ve dengelidir. Fermentördeki taze malzemenin kısa yol(by-pass) oluşturup fermentörü zamanından önce terk etmesi önlenmelidir. Ana fermentörü terk eden akışkan malzeme nihai fermentasyon denilen ve ayni zamanda depolama görevini üstlenen tanka alınır.

Son fermentasyon tankının da üstü hava almaz şekilde örtülerek, malzemede halen kalıntı gaz potansiyeli tamamen kullanılır hale getirilir.

Örtme için bir ek maliyet başlangıçta oluşsa da bu tankta ek olarak üretilen biyogaz ile bu karşılanmaktadır.

Kesikli besleme(batch-system)

Bu yöntemde fermentörler taze malzeme ile tamamen doldurulur. Belirlenen bir bekleme süresi sonunda tamamen boşaltılıp yeniden taze malzeme ile doldurulur.

Yeni taze malzemenin aşılanması maksadıyla fermentör içeriği tamamen boşaltılmaz(!)

Tankların hızlı bir şekilde doldurulup boşaltılması için, ilave depo tanklara ihtiyaç vardır.

Gaz üretimi her dolumdan sonra yavaş artış göstererek max. seviyeye ulaşır, ve daha sonra düşmeye başlar.

Bu nedenle birden fazla fermentör dönüşümlü olarak kullanılır. Yaş fermentasyon yönteminde bu yöntem özel durumların dışında fazla kullanılmaz. Ancak kuru fermentasyonlu yöntemde box-sistemlerde çok kullanılır.

Kriter-III; proses kademeleri

Fermentasyon sürecinin dört aşamasında rol alan mikro organizmalar(bakteriler) farklı farklı biyolojik ortam ve seviyede çalışırlar. Her seviyede belirliyeci parametreler pH-değeri ve ortam sıcaklığıdır.(!)

Seçilen tesis yöntemi mevcut çerçeve koşullarına uygun olarak tek veya çoklu proses kademesinden oluşur.

Son yıllarda hidroliz aşaması için ayrı bir tank da kullanılmaktadır. Tarımsal biyogaz tesislerinde ön toplama ve dengeleme tankı, ana fermentör ve son fermentör olarak tasarlanmaktadır. 

Burada proses aslında tek aşamadan iberet olmasına rağmen üç bölümden meydana gelir. Ön toplama tankının üstü kapatılarak hidroliz aşaması ayrılabilir, ve tesis iki aşamalı hale dönüşür. 

Tesis ilk maliyetinin düşük olması talep edilen durumlarda bu yöntem fayda sağlar. 

Kriter IV- Proses sıcaklığı

Biyo kütlenin biyolojik fermentasyonunda sıcaklığının öneminini önceki yayınlarda vurgulamıştık.

Uygulanacak yöntemin seçiminde ham madde olarak kullanılacak malzemenin türüne göre en uygun sıcaklık aralığı da belirlenir.

Örneğin, metan bakterilerinin büyük bir çoğunluğu en iyi yaşam ortamını 37-42C grd. sıcaklık aralığında bulurlar.

Ayrıca bu sıcaklık aralığında en istikrarlı proses ve en yüksek gaz verimine ulaşılır.

Yüksek sıcaklıklarda (50-55 C grd) bakterilerin faaliyeti hızlanır, fakat daha fazla besin maddesine ihtiyaç duyarlar. Bu nedenle proses istikrarını dengede tutmak zorlaşır. 

Pratikte yüksek fermentasyon sıcaklıklarında fiziksel olarak üretilen biyogaz içindeki su buharı oranı çoğalır(!) Her durum için fermentör sıcaklığının sabit tutulması önemlidir.(!)

Optimal fermentasyon sıcaklığı, yükleme oranı (Br) ve kurulum ortamının iklimsel koşulları da gözetilerek seçilmelidir.

MODÜL-3 devam edecek.

Bir sonraki yayında buluşmak üzere hoşça kalın....

Not: (!) ile biten noktalar dikkate alınmalıdır.   

   

  

BİYOGAZ TESİS TEKNOLOJİSİ- MODÜL-2 sonu

FERMENTASYON PERFORMANSI

Bir biyogaz tesisinin en önemli ürünü günlük gaz üretim miktarıdır. Bu önemli veriye dayanılarak üretilebilecek elektrik ve ısı gücü belirlenir.

Fermentasyon performansını mevcut fermentör hacminde üretilebilecek günlük en yüksek sürekli gaz miktarı(m3/d) belirler.

P(CH4) = V(CH4)/Vr (Nm3/m3.d)

V(CH4) = günlük üretilen Metan (Nm3/d)

Vr        = fermentör hacmi (m3)

Nm3    = Norm birim hacim

Üretilen gazın verimi biyogaz tesisine düzenli olarak beslenen ham maddenin cinsi ve içindeki organik kuru madde (oKM) oranına bağlı olarak artar veya eksilir. (Nm3/t oKM)

Diğer ifade ile, tesise beslenen ham maddenin içindeki 1 ton organik kuru madde başına kaç m3 gaz üretildiğidir.

Biyolojik bozunma verimi

Fermentörde oluşan biyolojik bozunma(fermentasyon) verimi, tesise beslenen ham maddenin içerdiği organik kuru madde oranı ile belirlenir. 

Tesise giren ve tesisi terk eden organik kuru madde farkının tesise giren kuru madde miktarına bölümünün yüzdesi olarak ifade edilir.

Buradan da anlaşılacağı gibi, mikro organizmaların organik maddeyi ne ölçüde bozunmaya uğrattıkları esas alınmalıdır.

Fermentör içeriğinin karıştırılması

Biyogaz tesisinin ana ünitesi olan fermentörlerlerde meydana gelen biyolojik bozunmanın esası, fermentörlerdeki mikro organizmaların organik maddeyi olabilecek en yüksek seviyede biyo bozunuma uğratmasıdır...

Bu nedenle mikro organizmaların organik madde ile sıkı bir temasının sağlanması gerekmektedir. Karıştırma ile bunu sağlıyoruz.

Karıştırma olmadığında, fermeentörlerdeki akışkan biyokütle tabana çöker! farklı yoğunluklar oluşur. Mikro organizmalar da çökelti içinde yoğunlaşırlar üst noktalarda ki mikro organizmalar yeterli organik madde bulamazlar ve gaz verimi bu yüzden düşer...fermentör içireğinin üst katmanında yüzer katı maddeler birikerek bir örtü oluştururlar. Bu örtü gaz çıkışını engeller...!

Bu öneml iki neden den dolayı, fermentörlerin içeriğinin dışardan veya içerden karıştırıcılar kullanılarak belirli bir tempoda ve zaman aralıklarında karıştırılması gerekir.

Bazı mikro organizmalar bir arada yaşarlar. Özellikle asetik asit (asetojen) ve metan bakterileri birlikte yaşarlar. Karıştırma şekli ve hızının bu yaşam birliğini bozmadan yapılması gerekir..!

Pratikte karıştırıcıların hızı ve karıştırma süreleri kullanılan ham maddenin özelliklerine de bağlı olarak otomatik şekilde prosese uyumlu hale getirilir.

Oluşan biyogazın özellikleri

Biyogaz ağırlıklı olarak metan ve karbondioksitten oluşur. Düşük miktarlarda da iz gazlar içerir.

Enerji üretimi için esas olan gaz içindeki metan(CH4) oranıdır! Metan oranı proses kontrolü ile denetlense de, bu önemli bir etki sağlamaz!

Metan oranı doğrudan kullanılan ham maddeye bağlıdır. Fermentasyon esnasında fermentör sıcaklığı(Tf), hidrolik oyalanma(bekleme) süresi HRT, ve fermentörün hacimsel yükleme oranı(Br), metan oranını etkilemektedir. Ayrıca biyolojik desülfürizasyon(elementer kükürt ayrışımı) da metan oranına etki eder..!  

Kullanılan ham madde içindeki yağ, protein, ve karbonhidrat oranları biyogaz içindeki metan oranını doğrudan etkilerler.

Oluşan biyogaz içindeki iz gaz Hidrojen sülfür (H2S) yoğunluğu biyolojik bozunmayı olumsuz etkiler. Bu yüzden H2S-eliminasyonu önemle ele alınmalıdır.

Biyogaz kojenerasyon ünitesinde yakılmadan önce H2S- miktarının <200 ppm in altına düşürülmesi gerekir. Aksi halde otto- gaz mororlarında çok ciddi hasarlar meydana gelir.  

Biyogaz ortalama bileşimi:

Metan                    %50-75

Karbon dioksit        %25-45

su buharı               %2-7(20-45)

Hidrojen sülfür          20-20000 ppm

Azot                       <%2 

Oksijen                   <%2

Hidrojen                 <%1 

Resimler :

En üst        : fermentör iç tip yükseklik ayarlı bir karıştırıcı

ortadaki     : fermentör iç tip sabit karıştırıcı

Alt resim    : Kojenerasyon yanına yerleştirilmiş bir desülfürizasyon sistemi  

    

BİYOGAZ TESİS TEKNOLOJİSİ SEMİNERİ MODL-2 DEVAMI

Biyogaz tesislerinde işletme parametreleri


Biyolojik proseste bozunmaya etki eden faktörler;


1- Zararlı maddeler

Gaz üretimini sekteye uğratabilecek bazı zararlı maddelerin biyolojik prosese dahil olması her zaman için olasılık arz eder. 

Tesisin işletme şekli ve yöntemine bağlı olarak da proses istikrarı denge yitirebilir. Bu etkiler sonuçta bozunma gücünü önemli oranda düşürür veya toksik etki yaparak tamamen durdurabilirler.(!)

Bozucu maddelerin bir kısmı, tesise ham madde beslemesi esnasında dışarıdan girebileceği gibi, bazıları da biyolojik bozunma esnasında oluşabilirler. Bazen gereğinden fazla malzeme beslemesi de ham madde içindeki farklı bileşiklerden dolayı mikro organizmaya olumsuz etki yapar.

Özellikle antibiyotikler, deterjan ve dezenfektanlar, herbisitler, tuzlar, ve ağır metaller düşük miktarlarda bile olsa, prosese zarar verirler.

Büyükbaş hayvancılık işletmelerinde kurulacak biyogaz tesislerinin daha projelendirme sürecinde kullanılan antibiyotiklerin tespit edilerek, prosese verebileceği zarar önceden belirlenmeli ve önlem alınmalıdır.(!)

Ayrıca tırnak dezenfeksiyonu için kullanılan bakır bileşikleri de dikkate alınmalıdır.

Bu zararlı maddelerin tüm prosese olumsuz etkilerinin yanı sıra, mikro organizmaların bulundukları ortama çok yüksek uyum sağlama yeteneklerinin olduğunu da belirtmek gerekir. Bu nedenle her zaman için ve her koşulda geçerli olacak sınır değerler belirlenememiştir.

Serbest Amaonyak (NH3) su ile tepkimeye girerek bir amonyum ve OH-iyonuna dönüşür. pH-değeri yükselmeye başlar, amonyak yoğunluğu da yükselir, pH değeri 6,5 iken 8,0 değerine çıkar ve bu durum serbest amonyak yoğunluğunun 30 kat artmasına neden olur.

Bu duruma özellikle kanatlı gübresi kullanan biyogaz tesislerinde dikkat edilmesi gerekir.

Deneyimler, amonyum azotu yoğunluğunun 3000-3500 mg/l arasında olması halinde prosesi engellediğini göstermiştir.

Biyolojik fermentasyon esnasında ortaya çıkan hirojen sülfür (H2S) 50 mg/l lik yoğunlıkta dahi prosesi engeller.

pH-değeri düşünce serbest H2S oranı yükselir ve engelleyici etki başlar.

Görüldüğü gibi, çeşitli ham maddelerin(substratlar) prosesi bozucu etkileri cok fazla faktöre bağlıdır, ve geçerli sınır değerleri yoktur.  

  

2- Biyolojik prosesi(fermentasyon) etkileyen parametreler

Yükleme oranı

Biyogaz tesislerinin projelendirilmesinde, mümkün olabilecek en yüksek gaz verimi ve kullanılacak ham maddelerin yüksek oranda organik madde içermesi yanı sıra, tesisin mümkün olduğunca ekonomikliği de dikkate alınır.

Tesisin dizaynında ;

,,mümkün olabildiği kadar ekonomik, ancak gerektiği kadar teknik ,, mantığı ile hareket edilmelidir. Bu yüzden en optimal bozunma gücü en az maliyetle sağlanabilmelidir.

Fermentörlerin hacimleri ve boyutları da bu kriter altında belirlenir. Ham maddenin fermentörlerde çok uzun süre bekletilmesi boyutların, dolayısı ile maliyetlerin büyük olmasına neden olur.

Diğer yandan, bir metre küp(1 m3) birim fermentör hacmine belirli bir zaman içinde (genellikle bir gün) yüklenen-ilave edilen organik kuru kütle miktarı da tesisin dizaynın da çok önemli bir işletme parametresidir.

Br= m.c/ Vr.100  (kg oKKM/m3 d)

Br= yükleme oranı

m= belirli bir zaman diliminde fermöntere yüklenen ham madde miktarı (m3/d)

c = organik madde yoğunluğu (% oKKM)

Vr= Fermentör hacmi (m3)

Yükleme oranı her kademe deki fermentör için veya toplam fermentör hacmi için, malzeme geri beslemesi de dahil, veya değil belirlenir.

Biyogaz tesisinin kritik bir değerlendirmesini yaparken, yükleme oranını sistemin bütünü için, geri beslemeyi dikkate almadan belirlemek gerekir.(!)

Tesis dizaynında bir diğer önemli parametre de; ,,Hidrolik besleme süresidir. HRT) = Hidraulic retention time.

Bu, biyogaz tesisine giren ham maddenin tesisi terk edinceye kadar fermentörlerde kaldığı toplam süredir, ve gün olarak verilir.(ör. 35-60 gün)

HRT= Vr/V (d)

HRT= hidrolik oyalanma süresi

Vr   = Fermentör hacmi(m3)

V    = Günlük besleme miktarı(m3/d)

Gerçekte fermentörlerde ki karıştırmanın etkisiyle, fermentör içinde kısa devre akımları oluşur ve ham maddeler fermentörü erken terk ederler(!)

Prosesin istikrarlı bir şekilde sürdürülmesi için, hidrolik oyalanma süresi, reaktör içeriğinin sürekli değişmesinden dolayı, bu süre içinde çoğalabileceğinden daha fazla mikro organizmanın fermentöre taşınmayacağı şekilde ayarlanmalıdır..(!)

(besleme miktarları ve sürelerinin doğru yönetilmesi)

Örnek: Bazı metan bakterileri 10-15 günlük bir süreçte iki kat çoğalırlar. Kısa bekleme sürelerinde mikro organizmalar ham maddeyi tam bozunmaya uğratamazlar ve bu durum yetersiz gaz üretimine sebep olur.(!)

Günlük ham madde miktarının belirlenmesinden sonra, biyolojik bozunma hızı ve bekleme süresi belirlenerek gerekli fermentör hacimleri hesaplanır.

Kural olarak, öncelikle yükleme oranı Br önemsenmelidir. Büyük baş hayvan çiftliklerinde ham madde akışkan haldeki gübredir ve yüksek miktarda sıvı kısımdan, düşük miktarda organik maddeden oluştuğundan bekleme süresi çok önemle belirlenmelidir.

                      Bir süt hayvancılığı tesisinde sıvı gübre ön toplama havuzu

 Gelecek hafta Modül-2 yi bitireceğiz. Modül-3 te Biyogaz teknolojisinin güncel seviyesini ele alacağız.

Soru ve yorumlarınızı bekliyoruz. Hoşça kalın....

   

  

BİYOGAZ TESİS TEKNOLOJİSİ SEMİNERİ-2 Biyogazın elde edilişi devamı

Bir önceki yayınımızda son olarak metan üreten mikro organizmaların çoğalma hızının diğerlerine göre düşük olduğunu vurgulamıştık.  
Biyolojik prosesin(fermentasyon süreci) en zayıf noktası işte burasıdır!

Metan bakterileri değişken ortam koşullarına karşı son derece duyarlıdırlar...Bu önemli nedenden dolayı, ortam koşullarının metan oluşturan mikro organizmaların taleplerine uyarlanması gerekir.

Biyogaz tesislerinde biyolojik fermentasyon için gerekli ortam koşullarını doğrudan etkileyen parametreler:

1- Oksijen 

Metan bakterileri(mikro organizmaları) dünya üzerindeki yaşamın ilk oluşumunda yer almıştır. Yakl. dört(4) milyar yıl önce atmosferin oluşmasından çok daha önce, yani oksijensiz ortamda varlıklarını sürdürmüşlerdir.

Çeşitli türleri vardır. 

Biyogaz fermentörlerinde az da olsa oksijen bulunur. Biyolojik prosese(işleme) katılan bazı bakteriler hem oksijenli hemde oksijensiz ortamda yaşayabilirler.

Metan bakterileri de bu tür mikro organizmalarla ayni ortamda bulunduklarından,   bunlar mevcut oksijeni önceden tüketirler...ve metan bakterilerinin yaşamını mümkün kılarlar.

Biyolojik desülfirizasyon(kükürt eliminasyonu) işlemi için fermentörlerin gaz depolayan bölümüne verilen havadaki oksijen bu bakteriler tarafından tüketilir.

2- Fermentör ısısı

Organik maddelerin fermentörlerde biyolojik bozunumunu sağlayan mikro organizmaların sıcaklık talepleri biyolojik prosesin en kritik parametrelerinden biridir.

En optimal fermentör sıcaklıklarının aşağı veya yukarı yönlü değişimi mikro organizmaların faaliyetlerini durdurmasına yol açabilir. Bu mikro organizmaların en optimal sıcaklık taleplerini bir önceki yayında vermiştik. Kısaca tekrarlarsak;

* Sakrofilik proseste ;                < 25 C

*Mezofilik proseste   ;                    37-42 C

* Termofilik proseste;                    43-52 C 

olarak belirlenmiştir.

Sıcaklık zonlarının (bölgeler) mümkün olduğunca fermentörün her bölgesinde ayni sıcaklıklarda olması beklenir.

Hızlı, ve ani sıcaklık değişimleri mikro organizmalar için zararlıdır. ancak Metan bakterilerinin yavaş gerçekleşen sıcaklık değişimlerine uyum sağlayabildikleri bilinmektedir.

Bu nedenle proses otomasyonunda fermentör iç sıcaklığının belirli bir aralıkta sabit tutulması gerekir.

3- Kendiliğinden ısınma

Bazı mikro organizmalar karbonhidrat bozunması esnasında ısı(entolpi) açığa çıkarırlar. Bu durum esas olarak karbonhidrat içeren girdi malzemelerin çoğunlukta olduğu ortamda ortaya çıkar. 

Bazı biyogaz tesisleri bu yüzden hidroliz fazını daha küçük, iyi izole edilmiş bir ön fermentör de gerçekleştirir.

Kendiliğinden oluşan ısınma, mesofilik yönteme göre çalışan biyogaz tesislerinde fermentasyon sıcaklıklarının normalden daha fazla yükselmesine sebep olur.

İyi planlanmış proses otomasyonu sayesinde bu durum kontrol altında tutulur.

Otomatik olarak verilen ikazla girdi malzeme beslemesi bir süre bekletilerek normalleşme sağlanır.

Aksi durumda mikro organizmalar ani yükselen sıcaklık değişimine uyum sağlayamaz ve en kötü durumda gaz üretimi sekteye uğrayabilir.

  

     İki kademeli bir biyogaz tesisi akım şeması

Gelecek hafta devam edeceğiz.

Okurlarımızdan soru ve yorum bekliyoruz. 

Hoşça kalın....                             

  

BİYOGAZ TESİS TEKNOLOJİSİ SEMİNERİ MODÜL-2, Biyogazın elde edilişinin esasları

MODÜL-2 : Biyogazın elde edilişinin esasları.

Biyogaz, biyolojik/organik madde ve atıkların oksijensiz(anaerob) ortamda yaşayan tek hücreli mikroorganizmalar tarafından değişime- biyolojik bozunmaya- uğratılarak elde edilir.

Biyogaz;       %50 Metan CH4, 

                   %25-50 Karbondiyoksit CO2 ve

                  %0-3 oranında hidrojen, hidrojensülfür, amonyak, diğer iz halindeki gazlardan oluşur. Bu işleme kısaca fermentasyon, biyolojik proses diyoruz.

Tüm biyogaz tesislerinde ana ilke, kullanılan girdi ham madde hangi tür olusa olsu, elde edilecek biyogaz içindeki Metan oranının mümkün olabilecek en yüksek oranda olmasını sağlamaktır. Bu da, kullanılan girdi malzemelerin cinsi, miktarı, uygulanan tesis yöntemi ile belirlenir.

Biyogazın oluşum süreci(biyolojik proses) iç içe geçiş yapan esas itibariyle dört aşamadan meydana gelir.

Biyolojik prosesin istikrarlı bir süreç içinde devam etmesi için, bu dört aşamanın birbirleriyle uyum içinde olması gerekir. 

Bu dört aşama veya faz da denilir, şunlardır;

1. ci Faz:    ,,Hidroliz fazı,,

Bu aşamada ham maddedeki karbonhidratlar, proteinler, yağlar, ve albuminler organik bozunuma, çözelmeye uğrar ve daha alt düzeydeki amino asitler, yağ asitleri, şekere dönüşür.

2.ci Faz:   ,,asetojenez veya fermentasyon fazı,, da denir,

Bu aşamada yeni oluşan ara ürünler asit oluşturan mikroorganizmalar tarafından karbon asitleri ve alkole dönüştürülür. karbon dioksit ve ve hidrojen bu fazda oluşur.

3. cü Faz: ,, sirke asidi, asetik asit,, fazı,

Bu fazda alkol ve karbon asitleri asetik asite(sirke asidi) dönüşür.

4.cü Faz:  ,,Metan fazı,,

Biyogaz oluşumunun bu son aşamasında metan üreten mikroorganizmalar sirke asidini hidrojen kullanarak azaltırlar ve bu esnada metan gazı(CH4) oluşur.

Oksijensiz ortamda oluşan fermentasyonun dört aşaması pratikte çoğunlukla iki kademeli, iki ayrı fermentör de gerçekleşir.

Bazı tesisler hidroliz fazını ayrı daha küçük bir fermentör de uygulamaktadır.

Dört fazın tek bir fermentörde ayni zamanda oluşması da mümkündür. Bu durumda fermentasyondaki farklı farklı organizmalar yine farklı yaşam koşullarına ihtiyaç duyarlar. uygulanan proses tekniğinin bunu sağlaması gerekir!

Her biyogaz tesisi bu önemli kriterden dolayı, kullanılacak organik ham maddenin özellikleri, bileşimleri, ve miktarına göre yapısal olarak dizayn edilir.

Çok kademeli tesislerde her bir fermentörde farklı ortam koşulları oluşturulur.

Pratik uygulamalarda girdi-materyalin fiziksel durumuna göre ,,yaş,, ve ,,kuru,, olarak adlandırılan iki tür fermentasyon yöntemi vardır.

Her iki yöntemi birbirinden ayıran özellik, fermentöre beslenen organik biyo kütlenin içeriğindeki kuru kütle oranı ve organik kuru kütle oranlarına göre belirlenir. Pratikte yaş fermentasyon yöntemi ağırlık kazanmıştır. Türkiye deki uygulamaların hemen hemen tümü bu yönteme dayanmaktadır. Bu nedenden dolayı seminerde bu yöntem üzerinde yoğunlaşacağız.

Biyogaz üretiminde fermentasyona katılan mikroorganizmalar sıcaklık taleplerine göre üç(3) gruba ayrılırlar;

-fermantasyon sıcaklığı 25 C ye kadar olan sakrofilik mikroorganizmalar. Bu tesislerde fermentörün ısıtılmasına gerek yoktur. Biyolojik bozunma ve gaz verimi düşüktür!

Bu nedenle bu tür tesisler ekonomik olarak işletilemezler. Bireysel maksatlar için sadece ısınma, pişirme gibi ihtiyaçların karşılanmasında kullanılmaları mümkündür.(Hindistan ve Çin de çok yaygın kullanılıyor)     

Metan oluşturan mikroorganizmaların büyük kısmının sıcaklık talebi 37-42 C dir.

Bu tür mikroorganizmalara mezofilik mikro organizmalar denmektedir. Kurulu tesislerin çok büyük kısmı mezofilik ortamda işletilmektedir.

Bu tesislerde gaz verimi yüksek, proses istikrarı sağlamdır.

Metan oluşturan mikro organizmaların bir diğer türü de daha yüksek sıcaklıklarda çalışan ve termofilik olarak anılan türdür.

Bu tesislerde biyolojik proses istikrarı, malzemenin düzenli ve eşit miktarlarda beslenmesinde ki düzensizlikler, ve sıcaklık sapmalarına karşı çok duyarlıdır. termofil koşullar altında çalışan metan üreten mikro organizmaların çeşitliliği düşüktür, ancak bu tesislerin gaz verimi de yüksektir. 

  

Yukarıda açıklanan esasların her türlü tesis dizaynında gözardı edilemez kriterler olarak benimsenmesini, ve dikkate alınmasını önemle belirtmek isteriz.

Biyogaz tesisinde işlenecek olan organik ham maddenin türü, sürekli ve ayni miktarlarda temin edilmesi planlama aşamasında belirlenmelidir.

Bir sonraki hafta da Modül-2 devam edecek.

Yorumlarınızı bekliyoruz.

Hoşça kalın....