Menej krmiva znamená viac bioplynu
Vedci zistili, že produkciu bioplynu je možné riadiť prostredníctvom frekvencie napájania systémov. Tí, ktorí kŕmia iba každý jeden alebo dva dni, produkujú viac metánu.
Marcell Nikolausz v laboratóriu testuje, ako je možné riadiť produkciu bioplynu pomocou frekvencie privádzania. (Zdroj obrázku: UFZ/André Künzelmann)
SZO Zariadenia na výrobu bioplynu v väčšie časové intervaly kŕmi, vyrába viac bioplynu. Tím mikrobiológov z Helmholtzovho centra pre výskum životného prostredia (UFZ) a inžinierov z Nemecké centrum pre výskum biomasy (DBFZ) ako aj ďalších medzinárodných vedcov. Produkciu bioplynu je tak možné riadiť pomocou Frekvencia kŕmenia riadiť systémy. Väčšie časové intervaly potom vedú k väčšiemu množstvu bioplynu. Vďaka týmto poznatkom by asi 8 000 závodov v Nemecku mohlo pokryť viac ako súčasných sedem percent elektriny vyrobenej z biomasy.
V laboratórnych podmienkach sa vedcom podarilo zvýšiť produkciu metánu, najcennejšej zložky bioplynu, až o 14 percent. Aby bolo možné vyrábať bioplyn podľa potreby, nedávali substrát do fermentora každé dve hodiny, ale skôr v dlhších intervaloch jedného dňa alebo každé dva dni. „Ak je reaktor napájaný menej často, je možné vyrobiť viac elektriny,“ sumarizuje výskumník UFZ Dr. Marcell Nikolausz.
Vedci v rámci experimentu napájali dva 15-litrové reaktory obilným výluhom za rovnakých podmienok celkovo takmer štyri mesiace. Úžasný výsledok: Ak sa do fermentačnej nádoby vloží celkové množstvo biomasy iba raz denne, produkcia metánu sa zvýši o 14 percent, produkcia bioplynu celkovo o 16 percent. Ak dávkujete každé dva dni, zvyšuje sa výťažok metánu o 13 percent a výťažok bioplynu o 18 percent.
Vedci vysvetľujú nárast nasledovne: Kvôli rýchlo sa meniacim podmienkam prostredia, mikrobiálna komunita všestrannejšia. Preto vznikajú funkčnejšie skupiny baktérií. Vedec UFZ vysvetľuje, že to umožňuje efektívnejšie spracovanie ťažko stráviteľných zložiek biomasy.
Tím tiež zistil, že flexibilnejšie riadenie krmiva nemá žiadne negatívne účinky na stabilitu procesu. Zloženie baktérií sa však líšilo a v niekoľkých fázach rozkladalo zložky biomasy, ako je celulóza a bielkoviny, na oxid uhličitý, vodík a kyselinu octovú. Dôvod: Koncentrácia amónneho dusíka a vodíka, ako aj hodnota pH sa menia. „Pretože sa tým vytvárajú funkčnejšie výklenky, sú prospešné určité kyselinotvorné a hydrolyzujúce baktérie," hovorí Nikolausz. Oproti tomu spoločenstvo metanogénnych archaeí, ktoré na konci procesu produkuje metán, vodu a oxid uhličitý, zostalo stabilné bez ohľadu na to, ako často bol reaktor napájaný biomasou. „Vždy dominoval rod Methanosarcina s podielom až 83 percent, za ktorým nasledoval rod Methanobacterium až s 31 percentami.„ Oba rody sa evidentne najlepšie vyrovnávajú s meniacimi sa podmienkami, “tvrdí vedec.
Výskum na tému „flexibilnejšieho riadenia kŕmenia“ je stále na úplnom začiatku. Vedci UFZ teraz chcú prehĺbiť výsledky štúdie. Je potrebné, hovorí Nikolausz, potvrdiť výsledky výskumu vo väčších reaktoroch. „Ďalšou vzrušujúcou otázkou je, či možno vyššie produkčné množstvá metánu potvrdiť aj pri použití kukuričnej siláže alebo cukrovej repy,“ hovorí Nikolausz.