Tehnološki fakultet u Leskovcu
Seminarski rad
Industrijska mikrobiologija
Tema: Fermentacija biogasa
Profesor: Studenti:
Dr. Bojana Danilović Andrejević Aleksandar
Jovan Petrušić
Sadržaj:
1. Uvod........................................................................................................................................3
2. Anaerobna digestija.................................................................................................................4
2.1. Hidroliza.........................................................................................................................6
2.2. Acidogenaza...................................................................................................................6
2.3. Metanogeneza................................................................................................................8
3. Uslovi za izvođenje anaerobne digestije...............................................................................10
3.1. Krupnoća i vrsta materijala i prisutnost nerastvornih čestica......................................10
3.2. Početni materijali za digestiju......................................................................................10
3.3. Temperatura odvijanja procesa....................................................................................11
3.4. PH vrednost..................................................................................................................12
3.5. Pritisak u digestoru.......................................................................................................12
3.6. Bezkiseonična atmosfera digestora……………………………...……………………….12
3.7. Vreme zadržavanja supstrata u digestoru………………...………………………………13
3.8. Odnos ugljenika i azota u supstratu...................................................................................13
3.9. Odnos suve materije i vode u supstratu.............................................................................14
3.10. Mešanje supstrata.............................................................................................................14
4. Prečišćavanje biogasa.......................................................................................................... 14
5. Skladištenje biogasa..............................................................................................................15
6. Zaključak...............................................................................................................................15
7. Literatura i reference.............................................................................................................16
Metan iz biomase se najlakše dobija postupkom anaerobne digestije, koja
podrazumeva fermentaciju organske materije. U zavisnosti od uslova u kojima se ovaj
postupak vrši moguće je dobiti biogas sa do 65% metana.
Gasifikacija podrazumeva postupak zagrevanja biomase u cilju dobijanja gasa sa
niskom ili srednjom toplotnom vrednošću (u zavisnosti od uslova prerade i sadržaja ugljen-
monoksida i vodonika). Toplotna energija se može dobiti i direktnim sagorevanjem biomase,
ali se time oslobađaju pepeo i druge štetne materije. Proizvodnja biogasa može se sprovoditi
na deponijama otpada, postrojenjma za preradu otpadnih voda, poljoprivrednim gazdinstvima
(farmama), prehrambenoj industriji i dr.
3
2. Anaerobna digestija
Biogas nastaje fermentacijom biomase bez prisustva vazduha u procesu koji je u
stručnim krugovima poznat pod nazivom anaerobna digestija. U tom procesu, u kontrolisanim
uslovima, proizvodi se gas koji se potom može koristiti za proizvodnju toplotne i električne
energije ili daljim pročišćavanjem kao zamena za prirodni gas. Kao sirovine za proizvodnju
biogasa mogu poslužiti stajsko đubrivo, ostaci iz poljoprivredne proizvodnje, otpad nakon
obrade industrijskih i prehrambenih biljaka (kukuruzovina, ostaci stabljika, kora voća i
povrća), otpad iz šumarstva, maslinika, vinograda i voćnjaka, pa čak i klanički otpad je
organski kućni otpad, otpadni muljevi i kanalizacijska voda.
Slika1. Toplotne vrednosti nekih poljoprivrenih kultura
4
3
http://en.wikipedia.org
4
http://en.wikipedia.org
Osim toga, neke energetske biljke poput sirka, kukuruza i deteline je nekih vrsta trava
mogu se ciljano uzgajati za iskorišćavanje za potrebe dobijanja biogasa. Kao nusprodukt
anaerbone digestije, odnosno proizvodnje biogasa dobijamo smesu koja se naziva digestat.
Anerobno (metansko) vrenje predstavlja složen niz biohemijskih reakcija i procesa u
kojima se organska materija pod uticajem kompleksne bakterijske populacije prevodi u smešu
gasova, u kojoj su osnovne komponente metan i ugljen dioksid i koja se zove biogas. To je
proces stabilizacije jedinjenja, smanjenje mirisa, patogenih mikroorganizama, i masovno
smanjenje ugljovodonika.
Iako je primitivan proces dobijanja biogasa već u IX veku korišćen u Indiji, današnji
tehnološki proces dobijanja biogasa, je poprilično hemijski zamršen. Ono što je bitno jeste da
se pre primene bakterija za digestiju biomasa treba usitniti, sterilizovati i pasteriziovati kako
bi se ubili svi mikroorganizmi koje ne želimo u procesu.
Anaerobna digestija (AD) se sprovodi u velikim rezervoarima koji se nazivaju
digestori i najčešće traje minimalno 20 dana na konstantnoj temperaturi, koja zavisno od
procesa može biti postavljena u rasponu od 40 do 55 stepeni.
Uslov za proizvodnju biogasa u digestoru jeste redovno mešanje smese i atmosfera bez
prisustva kiseonika, jer u suprotnom ne uspeva razvoj metanskih bakterija. Proces anaerobne
digestije takođe može zaustaviti i previsok nivo amonijaka kao nusprodukta raspadanja
belančevina ili u slučaju stajskog đubriva visoke koncentracije u mokraći te je stoga nivo
amonijaka takođe potrebno održavati ispod kritičnog nivoa. Bakterijama nije potrebno mnogo
energije za život i reprodukciju. Iz tog razloga, kao suprotnost kompostiranju, anaerobna
digestija proizvodi vrlo malo suvišne energije u obliku toplote.
5
Slika2.Faze anaerobnog processa digestije organske biomase
6
5
www.green-group.rs
6
www.green-group.rs
