Valorificarea zerului sub forma de biogaz, in industria laptelui

Centrul Materiale Electrotehnice si Tehnologii de Mediu din cadrul Institului de Cercetari Electrotehnice a studiat si a proiectat o instalatie de valorificare energetica a biomasei, in urma unui proces de fermentare anaeroba, sub forma de biogaz. Proiectul a urmarit punerea in practica a unor noi concepte si sisteme de fermentare metanogene, adecvate realizarii unor instalatii de producere a unei energii neconventionale, regenerabile, in conditii optime de randament energetic si costuri de investitie.

Zerul, subprodus provenit din industria laptelui, reprezinta o materie prima optima pentru producerea biogazului, prin fermentare anaeroba metanogena, comparabila cu dejectiile lichide. in urma analizelor efectuate, s-a constatat ca zerul indeplineste toate conditiile necesare dezvoltarii unui mediu bacterian prielnic digestiei anaerobe.   

Digestia anaeroba   

Digestia anaeroba este un proces biologic complex, prin intermediul caruia, in absenta oxigenului, substanta organica este transformata in biogaz (sau gaz biologic), constituit in principal din metan si anhidrida carbonica. Procentul de metan din biogaz variaza in functie de tipul de substanta organica digerata si de conditiile de proces, de la un minim de 50% pana la circa 80%.   

Avantajele procesului anaerob sunt evidentiate prin comparatie cu procesul aerob. in cazul procesului aerob, reziduul este amestecat cu microorganisme si aer. Microorganismele utilizeaza materia organica si oxigenul pentru a se hrani. Deoarece aceste organisme obtin multa energie prin aceasta oxidare, dezvoltarea lor este rapida si o cantitate sporita de materie organica este convertita in noi celule.   

Avantajele procesului anaerob

- stabilizare sporita a reziduului;
- cantitate redusa de namol biologic;
- nu necesita cantitati sporite de nutrienti;
- nu necesita oxigen;
- metanul generat este folositor.

Valorificarea zerului sub forma de biogaz

Caracteristici ale noului sistem de fermentare

- Degajarea biogazului se face simultan in intreaga masa a substratului datorita traseului orizontal al substratului intr-un strat ce nu depaseste 3,5 metri grosime;
- Varsta materialului fermentat este egala cu timpul hidraulic de retentie fiind cel putin dubla fata de cea din sistemul traditional, fapt care asigura o mai completa epuizare a potentialului energetic metanogen al materiei prime;
- Asigurarea avansarii materialului supus fermentarii prin efectul de piston hidraulic determinat de rata de alimentare zilnica a fermentatorului;
- Asigurarea omogenizarii periodice, pe verticala, a substratului prin agitarea pneumatica a lui cu ajutorul unei cote fixe, recirculate, de biogaz, prin refularea lui cu ajutorul unei suflante;
- Separarea fazelor de fermentare acidogena de cea metanogena, asigurandu-se, astfel, o valoare pH optima fiecarui grup de populatii microbiene care contribuie la obtinerea biogazului si care, in acest caz, isi pot desfasura activitatea biologica cu maximum de randament biologic;
- Distrugerea totala a eventualelor microorganisme patogene prezente in materia prima fapt care duce la eliminarea necesitatii sterilizarii materialului fermentat inainte ca acesta sa poata fi utilizat ca fertilizant agricol;
- Realizarea constructiva a fermentatorului la volume mult mai mici, reduse la cel in care are loc efectiv degajarea de biogaz cu consecinte benefice hotaratoare asupra costurilor de investitie;
- Posibilitatea usoara a recuperarii partiale a energiei termice din materialul fermentat evacuat in scopul preincalzirii materialului nou introdus in fermentator printr-un procedeu ce nu necesita un consum suplimentar de energie;
- Posibilitatea diminuarii continutului de hidrogen sulfurat in biogazul obtinut prin intreruperea secventiala, asigurata de agitarea prin barbotare a substratului.   

Cercetarile intreprinse permit introducerea in practica a unor noi concepte si sisteme de fermentare metanogena, adecvate realizarii unor instalatii de producere a biogazului cu destinatia expresa de a fi furnizoare a unei energii neconventionale, regenerabile, in conditii optime de randament energetic si costuri de investitie.