Biologiczne suszenie osadów chmielowych w kierunku ich energetycznego wykorzystania
Charakterystyka
Biologiczne suszenie (ang. biodrying) jest jedną z metod biologicznego przetwarzania odpadów i produktów ubocznych pochodzenia organicznego np. z przemysłu rolno-spożywczego, stosowaną głównie w kierunku wytwarzania paliwa alternatywnego typu RDF. Biologiczne suszenie polega na wykorzystaniu intensywnego napowietrzania oraz ciepła uwalnianego podczas rozkładu materii organicznej (przy udziale mikroorganizmów) w celu obniżenia zawartości wody w suszonych odpadach (produktach ubocznych), przy jednoczesnym zachowaniu ich kaloryczności (korzystnych właściwości energetycznych/ paliwowych). Osady chmielowe charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami energetycznymi (wysokie ciepło spalania, zawartość węgla), ale ich potencjał energetyczny nie jest wykorzystywany, ze względu na to, że konwencjonalne metody suszenia są kosztochłonne. Dlatego poszukując innowacyjnych metod zagospodarowania osadów chmielowych poddano je procesowi biologicznego suszenia z dodatkiem strukturotwórczych wypełniaczy: kolejno frakcji podsitowej (UFMSW) oraz paliwa alternatywnego (RDF).
Cel pracy
Celem pracy była ocena możliwości wykorzystania osadu chmielowego (będącego odpadem i/lub produktem ubocznym z produkcji piwa) na cele energetyczne, a także dobór parametrów procesu biologicznego suszenia oraz wskazanie optymalnego wypełniacza. Ponadto, planowano określić, czy zastosowane parametry procesu biologicznego suszenia z dodatkiem strukturotwórczych wypełniaczy (frakcji podsitowej i paliwa alternatywnego tzw. RDF-u) przyczynią się do higienizacji i stabilizacji uzyskanego produktu, tak aby możliwe było jego długotrwałe przechowywanie (magazynowanie) przed poddaniem go procesowi spalania np. w zakładzie energetyki zawodowej. Proces biologicznego suszenia w porównaniu do metod suszenia konwencjonalnego jest znacznie dłuższy (trwa od 7 do 14 dni), ale jednocześnie mniej energochłonny i charakteryzuję się znikomym negatywnym wpływem na środowisko. W czasie trwania procesu do atmosfery emitowana jest głównie para wodna i śladowe ilości dwutlenku węgla.
Osoby & Współpraca
Dr inż. Mateusz Malinowski1
1Katedra Inżynierii Bioprocesów, Energetyki i Automatyzacji, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie, ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków, Polska
Przebieg doświadczenia
1.
Osad chmielowy został poddany procesowi biosuszenia w bioreaktorach laboratoryjnych typu BKB 100 w różnych wariantach napowietrzania odgrywającego kluczową rolę w procesie technologicznym. Doświadczenie zaplanowano tak, że osad był suplementowany przez dodatek różnego rodzaju materiałów strukturotwórczych (frakcja podsitowa wytwarzana z odpadów komunalnych i paliwo alternatywne), ponieważ proces nie zachodził dla niesuplementowanych odpadów. Proces kontrolowano za pomocą pomiaru temperatury odpadów i powietrza procesowego. Kolejno po 1 i 2 tygodniach prowadzenia procesu biosuszenia z bioreaktorów pobierano próbki odpadów do badań mikrobiologicznych, których celem była ocena zróżnicowania drobnoustrojów w analizowanym materiale oraz do badań fizyko-chemicznych, których celem była analiza zawartości wody (ocena efektu suszenia), węgla, substancji organicznej oraz pozostałych właściwości paliwowych.