Mestvergisting
Een gids om de biogasproductie te verbeteren
Mest is een van de meest overvloedige landbouwafvalproducten, en wordt al heel lang gebruikt als kalkhoudende meststof. Met de groeiende behoefte aan groene energie en duurzaam afvalbeheer wordt mest tegenwoordig echter gebruikt voor de productie van biogas via een proces dat anaerobe vergisting wordt genoemd. Mestvergisting is een essentiële stap in dit biogasproductieproces die de productie van biogas bevordert. In deze blogpost geven we een overzicht van mestvergisting, inclusief het vergistingsproces, voorbehandelingsmethoden en factoren die het vergistingsproces beïnvloeden. Blijf dus lezen om alle informatie te verzamelen die je nodig hebt om het proces te begrijpen.
Hoe werkt het gistingsproces?
Mestgisting is een biologisch proces dat plaatsvindt onder anaërobe omstandigheden, dat wil zeggen in afwezigheid van zuurstof. Bij dit proces wordt organisch materiaal door micro-organismen afgebroken tot eenvoudiger verbindingen, voornamelijk biogas, een mengsel van methaan en kooldioxide. Het gistingsproces kan worden onderverdeeld in vier hoofdfasen: hydrolyse, acidogenese, acetogenese en methanogenese.
In de eerste hydrolysefase worden complexe organische moleculen zoals koolhydraten, eiwitten en vetten afgebroken tot eenvoudiger verbindingen zoals glucose, aminozuren en vetzuren. Deze verbindingen worden vervolgens gebruikt door zuurvormende bacteriën om organische zuren te produceren, zoals azijnzuur, boterzuur en propionzuur in de volgende fase van de acidogenese. Het volgende stadium is acetogenese, waarbij acetogene bacteriën de organische zuren omzetten in azijnzuur, waterstof en kooldioxide. Uiteindelijk zetten methanogene bacteriën het azijnzuur, de waterstof en de koolstofdioxide om in methaan en koolstofdioxide in de laatste fase van de methanogenese. Zoals u ziet is het gistingsproces een complex proces dat verschillende stappen omvat. Het proces kan volgens verschillende methoden verlopen.
Niet-luchtige gisting
Niet-luchtige vergisting is een goedkope en onderhoudsarme methode voor mestvergisting die de laatste jaren aan populariteit heeft gewonnen. Het proces omvat het gebruik van open kuilen of lagunes, die anaërobe omstandigheden voor het gistingsproces bieden. Niet-luchtige gisting heeft echter enkele nadelen, zoals een lage biogasproductie en geurproblemen.
Droge gisting
Droge vergisting is een andere methode voor mestvergisting die steeds populairder wordt. Het proces omvat het gebruik van fermentatie in vaste toestand, waarbij de mest wordt gemengd met ander organisch afval zoals papierslib en wordt gedroogd tot een vochtgehalte van 30-40%. Het mengsel wordt vervolgens in fermentatietanks geladen, waar het fermentatieproces plaatsvindt. Droge vergisting heeft verschillende voordelen, zoals een hogere biogasproductie, minder geurproblemen en de productie van hoogwaardige meststoffen. Maar voordat u in het gistingsproces duikt, moet u een voorbehandeling hebben gedaan.
De voorbehandelingsmethoden voor mestvergisting
Voorbehandelingsmethoden kunnen het darmfermentatieproces bevorderen door complexe organische stoffen af te breken in eenvoudiger verbindingen, het oppervlak voor micro-organismen te vergroten en de remmende werking van bepaalde verbindingen zoals lignine en cellulose te verminderen. Chemische voorbehandelingen zoals de stap met verdund zuur kunnen worden gebruikt om lignocellulose af te breken in eenvoudige suikers zoals glucose en xylose, die gemakkelijk door micro-organismen kunnen worden gebruikt. Voorbehandelingen op basis van alkaline kunnen ook worden gebruikt om lignocellulose af te breken en de remmende effecten van ammoniak en andere verbindingen te verminderen.
Welke factoren beïnvloeden het gistingsproces?
Verschillende factoren beïnvloeden het gistingsproces, waaronder de pH, de temperatuur, de ammoniakconcentratie en de verhouding tussen rundveemest en ander organisch afval. De optimale pH voor mestgisting ligt tussen 6,8 en 7,5, en elke significante afwijking van dit bereik kan het gistingsproces remmen. Ook de temperatuur is van invloed op de activiteit van de micro-organismen, en het optimale temperatuurbereik voor mestvergisting ligt tussen 35°C en 40°C.
Ook de aanwezigheid van ammoniak in mest kan het gistingsveld afremmen; de optimale concentratie van ammoniak ligt tussen 2% en 4%. De verhouding tussen rundveemest en ander organisch afval kan het vergistingsproces ook beïnvloeden, en een hoger aandeel rundveemest leidt tot een hogere biogasproductie.
Ook de aanwezigheid van ammoniak in mest kan het gistingsveld afremmen; de optimale concentratie van ammoniak ligt tussen 2% en 4%. De verhouding tussen rundveemest en ander organisch afval kan het vergistingsproces ook beïnvloeden, en een hoger aandeel rundveemest leidt tot een hogere biogasproductie.
Werking van de bioreactor
De werking van de bioreactor is een essentieel aspect van mestvergisting dat van invloed is op de efficiëntie en stabiliteit van het vergistingsproces. De bioreactor moet onder optimale omstandigheden werken, zoals pH, temperatuur en menging. Mengen is een essentieel aspect van de werking van de bioreactor, omdat het zorgt voor de verdeling van micro-organismen en voedingsstoffen over het mengsel. Industriële roerwerken kunnen worden gebruikt voor het mengen in grootschalige bioreactoren om een optimale menging te garanderen.
Gebruik van glucose
Het gebruik van glucose is een essentieel aspect van mestvergisting, aangezien het het primaire substraat is voor het vergistingsproces. Glucose kan worden verkregen uit de hydrolyse van koolhydraten zoals cellulose en hemicellulose. De glucoseconcentratie in mest is echter relatief laag, en voorbehandelingsmethoden zoals chemische en alkalische voorbehandelingen kunnen worden gebruikt om de glucoseconcentratie te verhogen.
Correlatie- en redundantieanalyse
De correlatieanalyse en de redundantieanalyse zijn statistische methoden die worden gebruikt om de relaties te bepalen tussen verschillende variabelen die het gistingsproces beïnvloeden. Correlatieanalyse wordt gebruikt om de mate van associatie tussen twee variabelen te bepalen, terwijl redundantieanalyse wordt gebruikt om de bijdrage van elke variabele aan het gistingsproces te bepalen.
Downstream gisting
Ten slotte is de nageschakelde gisting een proces waarbij de ruwe gisting wordt overgebracht naar een tweede gistingstank voor verdere gisting. Het proces kan de productie van vetzuren met middellange keten, zoals caproïnezuur, bevorderen, die kunnen worden omgezet in uitstekende producten zoals biobrandstoffen en chemicaliën. Downstream fermentatie kan ook de remmende effecten van bepaalde verbindingen verminderen en de stabiliteit van het continue fermentatieproces vergroten.
Positieve correlatie melkzuuraccumulatie en biogasproductie
Verschillende studies, waaronder het Wageningse veeonderzoek, hebben een positieve correlatie aangetoond tussen melkzuuraccumulatie en biogasproductie bij mestvergisting. Melkzuurbacteriën zijn van nature aanwezig in mest, en zij produceren melkzuur door de fermentatie van koolhydraten. Melkzuuraccumulatie is wenselijk omdat het de pH verlaagt en een omgeving creëert die gunstig is voor methaanproducerende bacteriën.
Studies hebben ook aangetoond dat de accumulatie van intermediair melkzuur, zoals L-melkzuur en C4-productie, ook de biogasproductie kan verhogen. De accumulatie van deze zuren kan worden bereikt door de pH en de gistingsomstandigheden te regelen.
Studies hebben ook aangetoond dat de accumulatie van intermediair melkzuur, zoals L-melkzuur en C4-productie, ook de biogasproductie kan verhogen. De accumulatie van deze zuren kan worden bereikt door de pH en de gistingsomstandigheden te regelen.
Konijnenmest fermentatie
Konijnenmestvergisting is een opkomend gebied dat de laatste jaren aan populariteit heeft gewonnen. Konijnenmest is rijk aan voedingsstoffen en heeft een hoger stikstofgehalte dan andere dierlijke mest. Konijnenmestvergisting vereist echter specifieke omstandigheden, zoals een hoger temperatuurbereik van 45°C tot 50°C, voor een optimale anaërobe vergisting. Neem gerust contact op met Jongia, om meer te weten te komen over anaerobe mestvergisting en waarom dit interessant kan zijn voor uw bedrijf.
Mestvergisting samengevat
Mestvergisting is een veelbelovende technologie die het gebruik van landbouwafval kan verbeteren en de milieueffecten van afvalbeheer kan verminderen. De optimalisering van de voorbehandelingsomstandigheden, het gebruik van J. Clean-technologie en de optimalisering van de xyloseconcentraties kunnen leiden tot een hogere biogasproductie en een geringere belasting van het milieu. De integratie van nanotechnologie en biotechnologie in een mestvergistingsinstallatie kan de efficiëntie en duurzaamheid van het proces verbeteren. De concentratie van xylose in mest is een kritische factor die de biogasproductie aanzienlijk kan beïnvloeden. De optimalisering van de xyloseconcentraties kan worden bereikt door voorbehandelingsmethoden en de hydrolyse van hemicellulose. Mestvergisting is een veelbelovend gebied dat kan bijdragen tot een duurzame toekomst voor de landbouw en het afvalbeheer.
Contacteer ons gespecialiseerde team voor al uw vragen
Tom Pruymboom
Sales Director
Area Worldwide
Bart Brouwer
Area Sales Manager
Area Worldwide
Technische Vragen?
Sijko van der Veen
Application Engineer
Technical Specialist
Sijko van der Veen
Application Engineer
Technical Specialist
Populaire berichten
Tutorial: Hoe werkt de BioFoil® propeller?
De BioFoil® propeller is niet zomaar een propeller. Het is eigen ontwerp van Jongia Mixing Technology voor de Biogas markt. In het Biogas proces wordt gas opgewekt en afgevoerd vanuit een tank die gevuld is met vloeistof (digestaat). Deze techniek
De ontwikkeling van een eigen Biogas-roerwerk
Jongia Mixing Technology is sinds 2008 actief op de markt van Biogas. In het Biogas proces wordt, door middel van een anaeroob vergistingsproces, gas opgewekt en afgevoerd vanuit een tank gevuld met vloeistof (digestaat). Dit digestaat bestaat voornamelijk uit organisch
De BioFoil® propeller: een innovatief roerelement
Voor mengprocessen in elke markt kan Jongia Mixing Technology de hydrofoil propeller adviseren. Dit is een roerelement dat door zijn vorm uiterst vriendelijk is voor de producten. Een propeller met vele mogelijkheden door zijn laag opgenomen energie en tegelijk een