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....
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder