Yöntem içerikli proje olarak güncel biyogaz tesis tekniği
MODÜL-3 devam edecek.
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.
Bir sonraki yayında buluşmak üzere hoşça kalın....
Not: (!) ile biten noktalar dikkate alınmalıdır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder