Wykorzystanie fermentacji metanowej do zagospodarowania wybranych produktów odpadowych przemysłu spożywczego

• Autorzy: Pilarska A.

Warianty tytułu

EN

The use of methane fermentation in the development of selected waste products of food industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zwiększenie ilości odpadów i zanieczyszczeń organicznych w ostatnich latach, związane m.in. ze zwiększeniem produkcji żywności, stanowi coraz większy problem. Biorąc pod uwagę konieczność ich unieszkodliwiania, a także naturalne pochodzenie i skład chemiczny, uznano, że najkorzystniejszymi i najbardziej ekonomicznymi sposobami degradacji są metody biotechnologiczne, w tym fermentacja metanowa. Przedstawione badania obejmowały wstępną analizę surowca (pH, konduktywność, suchą substancję i suchą substancję organiczną) oraz jego biodegradację na drodze fermentacji metanowej, przeprowadzoną w celu oszacowania ilości wytworzonego biogazu, w tym również metanu. W doświadczeniu wykorzystano wysłodki z jabłek, osad czynny z oczyszczalni, retentat (osad z filtracji owoców) oraz ziemniaki odpadowe. Największą ilość biogazu w przeliczeniu na tonę świeżej substancji otrzymano dla próbki zawierającej wysłodki z jabłek. Znaczące rezultaty uzyskano również w przypadku zastosowania ziemniaków odpadowych oraz retentatu, który – mimo niskiej zawartości suchej masy − pozwala na wysoki uzysk biogazu.

EN

The increase in the amount of waste and organic pollutants in recent years, related to, among others, the increased food production, is a growing problem. Taking into account the need for their disposal, and their natural origin and chemical composition, the most useful and economical methods of degradation are biotechnological methods including methane fermentation. The aim of this study was the biodegradation of selected waste products of food industry using methane fermentation and verification of susceptibility of used substrates in the process of methanation. The scope of the research included a preliminary analysis of the material (pH, conductivity, dry matter, organic dry matter), the conduction of methane fermentation and the estimation of the biogas and methane quantities. The study involved the following substrates: apples pulp, black sludge (sludge from sewage), retentate (sediment from the fruit filtration) and ground potatoes. The highest amount of biogas was obtained from a ton of fresh weight of the sample containing apple pulp. Significant results were also obtained from the ground potatoes and retentate, which – despite low dry matter content – allow for a high yield of biogas.

Słowa kluczowe

PL

produkty odpadowe; przemysl spozywczy; zagospodarowanie odpadow; fermentacja metanowa; produkcja biogazu; biogaz; biogazownie; unieszkodliwianie odpadow; przetworstwo owocowo-warzywne; metody biotechnologiczne; odpady owocowo-warzywne

• Wydawca: -
• Czasopismo: Nauki Inżynierskie i Technologie
• Rocznik: 2014
• Numer: 4(15)
• Opis fizyczny: s.100-111,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Pilarska A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Poznań

Bibliografia

• Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raft M., Roberts K., Walter P., 2002, Molecular Biology of the Cell, Garland Science, 4th Edition.
• Bayr S., Ojanperä M., Kaparaju P., Rintala J., 2014, Long-term thermophilic mono-digestion of rendering wastes and co-digestion with potato pulp, “Waste Management”, vol. 34, s. 1853-1859.
• Bohdziewicz J., Kuglarz M., Mrowiec B., 2011, Ocena podatności bioodpadów kuchennych i osadów ściekowych do kofermentacji w warunkach statycznych, Proceedings of ECOpole, vol. 5, no. 1, s. 197-202.
• Chen X., Zhang Y., Gu Y., Liu Z., Shen Z., Chu H., Zhou X., 2014, Enhancing methane production from rice straw by extrusion pretreatment, “Applied Energy”, vol. 122, s. 34-41.
• Coalla H.L., Fernández J.M.B., Morán M.A.M., Bobo M.R.L., 2009, Biogas generation apple pulp, “Bioresource Technology”, vol. 100, s. 3843-3847.
• Dinsdale R.M., Hawkes F.R., Hawkes D.L., 1996, The mesophilic and thermophilic anaerobic digestion of coffee waste containing grounds, “Water Research”, vol. 30, no. 2, s. 371-377.
• Gomez X., Cuetos M.J., Cara J., Moran A., Garcia A.I., 2006, Anaerobic co-digestion of primary sludge and the fruit and vegetable fraction of the municipal solid wastes. Conditions for mixing and evaluation of the organic loading rate, “Renewable Energy”, vol. 31, s. 2017-2024.
• Grosser A., Worwąg M., Neczaj E., Grobelak A., 2013, Półciągła kofermentacja osadów ściekowych i odpadów tłuszczowych pochodzenia roślinnego, „Roczniki Ochrona Środowiska”, vol. 15, s. 2108-2125.
• Kabouris J.C., Tezel U., Pavlostathis S.G., Engelmann M., Dulaney J., Gilletle R. i in., 2009, Methane recovery from anaerobic co-digestion of municipal sludge and FOG, “Bioresource Technology”, vol. 100, s. 3701-3705.
• Kafle G.K., Kim S.H., 2013, Anaerobic treatment of apple waste with swine manure for biogas production: Batch and continuous operation, “Applied Energy”, vol. 103, s. 61-72.
• Kowalczyk-Juśko Α., 2011, Efektywność produkcji biogazu z odpadów rolniczych i przetwórstwa rolno-spożywczego, Zeszyty Naukowe Południowo-Wschodniego Oddziału Polskiego Towarzystwa Inżynierii Ekologicznej i Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego, nr 11, s. 149-154.
• Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft, 2011, Biogaz – produkcja i wykorzystywanie (Poradnik BIOGAZ), Institut für Energetik und Umwelt gGmbH, Leipzig.
• Kymäläinen M., Lähde K., Arnold M., Kurola J.M., Romantschuk M., Kautola H., 2012, Biogasification of biowaste and sewage sludge − measurement of biogas quality, “Journal of Environmental Management”, vol. 95, s. 122-127.
• Ledakowicz S., Krzystek L., 2005, Wykorzystanie fermentacji metanowej w utylizacji odpadów przemysłu rolno-spożywczego, „Biotechnologia” vol. 70, nr 3, s. 165-183.
• Linke B., 2006, Kinetic study of thermophilic anaerobic digestion of solid wastes from potato processing, “Biomass and Bioenergy”, vol. 30, s. 892-896.
• Luostarinen S., Luste S., Sillanpää M., 2009, Increased biogas production at wastewater treatment plants through co-digestion of sewage sludge with grease trap sludge from a meat processing plant, “ Bioresource Technology”, vol. 100, s. 79-85.
• Miodoński S., Iskra K., 2011, Ocena efektywności procesu skojarzonej fermentacji oraz odpadów tłuszczowych na przykładzie oczyszczalni ścieków w Brzegu, „Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych”, nr 47, s. 62-69.
• Montanés R., Pérez M., Solera R., 2014, Anaerobic mesophilic co-digestion of sewage sludge and sugar beet pulp lixiviation in bath reactors: Effect of pH control, “Chemical Engineering Journal”, vol. 255, s. 492-499.
• Parawira W., Murto M., Read J.S., Mattiasson B., 2005, Profile of hydrolases and biogas production during two-stage mesophilic anaerobic digestion of solid potato waste, “Process Biochemistry”, vol. 40, no. 9, s. 2945-2952.
• Pilarska A., Pilarski K., Krysztofiak A., Dach J., Witaszek K., 2014, Impact of organic additives on biogas efficiency of sewage sludge, “Agricultural Engineering”, vol. 151, no. 3, s. 139-148.
• Pilarska A., Pilarski K., Myszura M., Boniecki P., 2013, Perspektywy i problemy rozwoju biogazowni rolniczych w Polsce, „Technika Rolnicza, Ogrodnicza i Leśna”, nr 4, s. 2-4.
• Pilarski K., Dach J., Mioduszewska N., 2010, Comparison of efficiency of methane production from liquid muck and dung with refined glycerin addition, “Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering”, vol. 55, no. 2, s. 78-81.
• Pilarski K., Dach J., Pilarska A., 2010, Preferowane kierunki rolniczego zagospodarowania odpadów z produkcji biopaliw, „Technika Rolnicza, Ogrodnicza i Leśna”, nr 3, s. 5-7.
• Scano E.A., Asquer C., Pistis A., Ortu L., Demontis V., Daniele Cocco D., 2014, Biogas from anaerobic digestion of fruit and vegetable wastes: Experimental results on pilot-scale and preliminary performance evaluation of a full-scale power plant, “Energy Conversion and Management”, vol. 77, s. 22-30.
• Silvestre G., Illa J., Fernández B., Bonmati A., 2014, Thermophilic anaerobic co-digestion of sewage sludge with grease yield and its dewatering properties, “Applied Energy”, vol. 117, s. 87-94.
• Sorda G., Sunak Y., Madler R., 2013, An agent-based spatial simulation to evaluate the promotion of electricity from agricultural biogas, “Ecological Economics”, vol. 89, s. 43-60.
• Sosnowski P., Klepacz-Smolka A., Kaczorek K., Ledakowicz S., 2007, Kinetic investigations of methane co fermentation of sewage sludge and organic fraction of municipal solid wastes, “Bioresource Technology”, vol. 99, s. 5731-5737.
• Wan C., Zhou Q., Fu G., Li Y., 2011, Semi continous anaerobic co-digestion of Thickened waste activated sludge and fat, oil and grease, “Waste Management”, vol. 31, s. 1752-1758.
• Witaszek K., Pilarski K., Czekała W., Mazur R., 2013, Zasady doboru substratów do biogazowni rolniczej, „Instal”, nr 5, s. 14-16.
• Witaszek K., Pilarski K., Janczak D., Czekała W., Lewicki A., Carmona P.C.R., Dach J., Mazur R., 2013, The possibilities of green wastes from urban areas management for energetic and fertilizer purposes, “Archives of Waste Management and Environmental Protection”, vol. 15, no. 4, s. 21-28.

Identyfikatory

DOI

10.15611/nit.2014.4.08