Fermantasyon sürecinin tanıtımı:
Anaerobik sindirim ve anaerobik fermantasyon olarak da bilinen biyogaz fermantasyonu, belirli nem, sıcaklık ve anaerobik koşullar altında, çeşitli mikroorganizmaların katabolizması yoluyla organik maddeyi (insan, hayvan ve kümes hayvanı gübresi, saman, yabani otlar vb.) ifade eder ve son olarak metan ve karbondioksit gibi yanıcı gazlardan oluşan bir karışım oluşturma işlemi.Biyogaz fermantasyon sistemi, enerji üretimi amacıyla biyogaz fermantasyonu prensibine dayanır ve son olarak biyogaz, biyogaz bulamacı ve biyogaz kalıntısının kapsamlı kullanımını gerçekleştirir.
Biyogaz fermantasyonu aşağıdaki özelliklere sahip karmaşık bir biyokimyasal süreçtir:
(1) Fermantasyon reaksiyonuna dahil olan birçok mikroorganizma türü vardır ve biyogaz üretmek için tek bir türün kullanılmasına ilişkin bir emsal yoktur ve üretim ve test sırasında fermantasyon için aşıya ihtiyaç vardır.
(2) Fermantasyon için kullanılan ham maddeler karmaşıktır ve çok çeşitli kaynaklardan gelir.Fermantasyon hammaddesi olarak çeşitli tek organik madde veya karışımlar kullanılabilir ve nihai ürün biyogazdır.Ayrıca biyogaz fermantasyonu, KOİ kütle konsantrasyonu 50.000 mg/L'yi aşan organik atık suyu ve yüksek katı içeriğe sahip organik atığı arıtabilir.
Biyogaz mikroorganizmalarının enerji tüketimi düşüktür.Aynı koşullar altında, anaerobik sindirim için gereken enerji, aerobik ayrışmanın yalnızca 1/30 ~ 1/20'sine karşılık gelir.
Biyogaz fermantasyon cihazlarının yapı ve malzeme bakımından farklı birçok türü vardır ancak tasarımı makul olduğu sürece her türlü cihaz biyogaz üretebilir.
Biyogaz fermantasyonu, çeşitli katı organik atıkların biyogaz mikroorganizmaları tarafından biyogaz üretmek üzere fermente edildiği süreci ifade eder.Genel olarak üç aşamaya ayrılabilir:
Sıvılaşma aşaması
Çeşitli katı organik maddeler genellikle mikroorganizmalara giremediğinden ve mikroorganizmalar tarafından kullanılamadığından, katı organik maddenin, nispeten küçük moleküler ağırlığa sahip Çözünebilir monosakkaritler, amino asitler, gliserol ve yağ asitlerine hidrolize edilmesi gerekir.Nispeten küçük moleküler ağırlığa sahip bu çözünür maddeler, mikrobiyal hücrelere girebilir ve daha fazla ayrıştırılıp kullanılabilir.
Asidojenik aşama
Çeşitli çözünebilir maddeler (monosakkaritler, amino asitler, yağ asitleri), bütirik asit, propiyonik asit, asetik asit gibi selülozik bakteriler, protein bakterileri, lipobakteriler ve pektin bakterilerinin hücre içi enzimlerinin etkisi altında ayrışmaya ve düşük moleküler maddelere dönüşmeye devam eder. ve alkoller, ketonlar, aldehitler ve diğer basit organik maddeler;aynı zamanda hidrojen, karbondioksit ve amonyak gibi bazı inorganik maddeler de açığa çıkar.Ancak bu aşamada ana ürün %70'ten fazlasını oluşturan asetik asittir, dolayısıyla buna asit üretim aşaması denir.Bu aşamaya katılan bakterilere asitojenler denir.
Metanojenik aşama
Metanojenik bakteriler, ikinci aşamada ayrıştırılan asetik asit gibi basit organik maddeleri metan ve karbon dioksite ayrıştırır ve karbondioksit, hidrojenin etkisi altında metana indirgenir.Bu aşamaya gaz üretim aşaması veya metanojenik aşama denir.
Metanojenik bakterilerin oksidasyon-indirgeme potansiyeli -330mV'un altında olan bir ortamda yaşaması gerekir ve biyogaz fermantasyonu sıkı bir anaerobik ortam gerektirir.
Genel olarak çeşitli karmaşık organik maddelerin ayrışmasından biyogazın son oluşumuna kadar beş ana fizyolojik bakteri grubunun söz konusu olduğuna inanılmaktadır: fermentatif bakteriler, hidrojen üreten asetojenik bakteriler, hidrojen tüketen asetojenik bakteriler, hidrojen yiyen bakteriler. metanojenler ve asetik asit üreten bakteriler.Metanojenler.Beş grup bakteri bir besin zincirini oluşturur.Metabolitlerinin farklılığına göre ilk üç bakteri grubu hidroliz ve asitleşme işlemini birlikte tamamlar, son iki bakteri grubu ise metan üretim sürecini tamamlar.
fermentatif bakteriler
Hayvan gübresi, mahsul samanı, gıda ve alkol işleme atıkları vb. gibi biyogaz fermantasyonu için kullanılabilecek birçok organik madde türü vardır ve ana kimyasal bileşenleri polisakkaritleri (selüloz, hemiselüloz, nişasta, pektin, vb.) içerir. vb.), lipitler sınıfı ve protein.Bu karmaşık organik maddelerin çoğu suda çözünmez ve mikroorganizmalar tarafından emilip kullanılmadan önce fermentatif bakteriler tarafından salgılanan hücre dışı enzimler tarafından çözünebilir şekerlere, amino asitlere ve yağ asitlerine ayrıştırılması gerekir.Fermantatif bakteriler yukarıda belirtilen çözünebilir maddeleri hücrelere aldıktan sonra fermantasyon yoluyla asetik asit, propiyonik asit, bütirik asit ve alkollere dönüştürülür ve aynı anda bir miktar hidrojen ve karbondioksit üretilir.Biyogaz fermantasyonu sırasında fermantasyon sıvısındaki asetik asit, propiyonik asit ve bütirik asitin toplam miktarına toplam uçucu asit (TVA) adı verilir.Normal fermantasyon koşulu altında, asetik asit, uygulanan toplam asitteki ana asittir.Protein maddeleri ayrıştığında ürünlere ek olarak amonyak hidrojen sülfür de bulunacaktır.Hidrolitik fermantasyon sürecine dahil olan birçok fermentatif bakteri türü vardır ve Clostridium, Bacteroides, Butirik asit bakterileri, Laktik asit bakterileri, Bifidobakteriler ve Spiral bakteriler dahil olmak üzere bilinen yüzlerce tür vardır.Bu bakterilerin çoğu anaerob olmakla birlikte fakültatif anaeroblardır.[1]
Metanojenler
Biyogaz fermantasyonu sırasında metan oluşumuna, metanojenler adı verilen son derece uzmanlaşmış bir grup bakteri neden olur.Metanojenler, anaerobik sindirim sırasında besin zincirindeki son grup üyeleri olan hidrometanotrofları ve asetometanotrofları içerir.Çeşitli formlara sahip olmalarına rağmen besin zincirindeki durumları onları ortak fizyolojik özelliklere sahip kılmaktadır.Anaerobik koşullar altında, bakteriyel metabolizmanın ilk üç grubunun nihai ürünlerini, harici hidrojen alıcılarının yokluğunda metan ve karbondioksit gaz ürünlerine dönüştürürler, böylece anaerobik koşullar altında organik maddenin ayrışması başarıyla tamamlanabilir.
Bitki besin çözeltisi proses seçimi:
Bitki besin çözeltisinin üretiminde, biyogaz bulamacındaki faydalı bileşenlerin kullanılması ve bitmiş ürünün daha iyi özelliklere sahip olmasını sağlamak için yeterli mineral elementlerin eklenmesi amaçlanmaktadır.
Doğal bir makromoleküler organik madde olarak hümik asit, iyi bir fizyolojik aktiviteye ve emilim, kompleksleşme ve değişim fonksiyonlarına sahiptir.
Şelasyon tedavisi için hümik asit ve biyogaz bulamacının kullanılması, biyogaz bulamacının stabilitesini artırabilir, eser element şelasyonu eklenmesi, mahsullerin iz elementleri daha iyi absorbe etmesini sağlayabilir.
Hümik asit şelasyon prosesine giriş:
Şelasyon, metal iyonlarının, metal iyonları içeren bir heterosiklik yapı (şelat halkası) oluşturmak üzere aynı moleküldeki iki veya daha fazla koordinasyon atomuyla (metal olmayan) koordinasyon bağları ile bağlandığı bir kimyasal reaksiyonu ifade eder.bir tür etki.Yengeç pençelerinin şelasyon etkisine benzer, dolayısıyla adı da buradan gelir.Şelat halkasının oluşumu, şelatın benzer bileşim ve yapıya sahip şelat olmayan komplekse göre daha stabil olmasını sağlar.Şelasyonun neden olduğu bu artan stabilite etkisine şelasyon etkisi denir.
Bir molekül veya iki molekülden oluşan fonksiyonel bir grubun ve bir metal iyonunun koordinasyon yoluyla bir halka yapısı oluşturduğu kimyasal reaksiyona şelasyon veya şelasyon veya siklizasyon olarak da bilinen şelasyon denir.İnsan vücudunun sindirdiği inorganik demirin yalnızca %2-10'u emilir.Mineraller sindirilebilir formlara dönüştürüldüğünde, genellikle onu bir "şelat" bileşiği haline getirmek için amino asitler eklenir.Şelasyon öncelikle mineral maddelerin sindirilebilir formlara dönüştürülmesi anlamına gelir.Kemik unu, dolomit vb. gibi sıradan mineral ürünler neredeyse hiçbir zaman "şelatlanmamıştır".Bu nedenle sindirim sürecinde öncelikle “şelasyon” tedavisine tabi tutulması gerekir.Bununla birlikte, çoğu insanın vücudunda minerallerin "şelat" bileşiklere (şelat) bileşiklere dönüştürüldüğü doğal süreç düzgün çalışmaz.Sonuç olarak mineral takviyeleri neredeyse işe yaramaz.Buradan insan vücuduna alınan maddelerin etkilerini tam olarak gösteremediğini biliyoruz.İnsan vücudunun çoğu, yiyecekleri etkili bir şekilde sindiremez ve ememez.İlgili inorganik demirin yalnızca %2 ila %10'u aslında sindirilir ve %50'si atılır, dolayısıyla insan vücudu zaten demiri "şelatlamıştır".“İşlenmiş minerallerin sindirimi ve emilimi, işlenmemiş minerallere göre 3-10 kat daha fazladır.Biraz daha fazla para harcasanız bile buna değer.
Halihazırda yaygın olarak kullanılan orta ve iz elementli gübreler genellikle bitkiler tarafından absorbe edilemez ve kullanılamaz çünkü inorganik iz elementler toprak tarafından toprakta kolayca sabitlenir.Genel olarak şelatlı iz elementlerin topraktaki kullanım etkinliği inorganik iz elementlere göre daha yüksektir.Şelatlı iz elementlerin fiyatı da inorganik iz elementli gübrelerden daha yüksektir.