Biyogaz Üretimi
İnsanoğlunun çok süratli bir şekilde artan ihtiyaçlarına cevap veren sosyal ve endüstriyel gelişmeler beraberinde bazı problemleri de getirmişlerdir. Bunların içinde çevre kirlenmesi kamuoyunu en çok etkileyen konu olmuştur. Başlangıçta hızlı şehirleşme ve endüsriyel gelişmelerin sebep olduğu yerel problemler olarak değerlendirilen çevre sorunu günümüzde akarsu göl ve denizlerde atıkların oluşturduğu kirlenme egzoz gazlarının yol açtığı atmosfer kirlenmesi ve asit yağmurları toprak erozyonu tarımsal ilaçların toprak ve yeraltı sularını etkilemesi tabiatın tahrip edilmesi sonucu ortaya çıkan iklim değişiklikleri gibi tüm dünyaya malolmuş ekolojik problemler olarak görülmektedir.
Gelişen teknoloji ve nüfusla birlikte artan enerji ihtiyacı yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanmadığı takdirde dünyamızı daha yaşanılır bir hale getirmek ve gelecek nesillere daha güzel yarınlar bırakabilmek her geçen gün daha da güçleşecektir. İşte bu noktada doğanın kendi içinde bulunan atıkları yok ederek enerji üretme imkanı devreye girerek bizi yarınlarımız için ümitlendirmektedir. "Geleceğin yakıtı" olarak da adlandırılan bu enerji kaynağı biyogazdır.
1.Biyogaz Nedir?
Organik maddeler oksijen yokluğunda ayrıştığında -anaerobik oluşum olarak adlandırılan işlem- hacimce %40-70 metan (CH4) %30-60 karbon dioksit (CO2) %1-5 diğer gazlar [%0-1 hidrojen (H2) %0-3 hidrojen sülfür (H2S)] içeren bir gaz oluşur. Bazen bu ayrışım doğal olarak bataklık etraflarında gerçekleşir ve oluşan gaza "bataklık gazı" denir. Diğer durumlarda atıksu arıtma tesislerinde lağım ayrıştırılırken oluşan gaza "sindirici gaz" denir. Son olarak katı atıkların depolandığı arazi doldurulan yerlerde atıkların oluşturduğu gaza "arazi doldurma gazı" denir. Müşterek olarak bu gaz karışımları biyogaz olarak bilinir.
Renksiz kokusuz yanıcı olan biyogaz için kullanılan diğer ifadeler lağım gazı sulu çamur gazı maden gazı aptal ateşi inek pisliği gazı biyoenerji ve "geleceğin yakıtı"dır. Yemek pişirmek ve aydınlanmak için dört kişilik bir aile günde 4248litre biyogaz tüketir bu da ailenin gecelik çöpü ve üç ineğin pisliğinin toplamından rahatlıkla üretilecek miktarda biyogaz demektir. Eğer gübre mutfak atığı bahçe atığı malt artığı posa artığı market atığı mezbaha atığı yağlar ve diğer yerli-organik substratlar anaerobik olarak işlemden geçirilirse mesela serbest oksijensiz olarak biyogaz üretilir.
Farklı çeşitlerden mikroorganizmalar anaerobik koşullar altında organik substratların karbonlarını metabolize ederler. Bu işlem -sindirim veya anaerobik fermantasyon- bir besin zincirini takip eder.Mesela eğer gübre bu şekilde işlemden geçirilirse sindirilmiş gübre taze gübreye göre çok daha az kokuyla son ürün olarak elde edilir. Buna ek olarak bu sindirilmiş gübre nötr pH-derecesine sahiptir ve bitkilere uygulandığındaki yakıcı etkisi ortadan kalkmıştır. Sindirimden sonra azot genellikle organik bağını yitirmiş olur ve amonyak (NH4) formunda bulunur. Bundan dolayı bitki tarafından direk olarak özümsenebilir. Bu şekilde çiftçi gübreleştirmenin basit ve ucuz bir yolunu elde eder. Pahalı mineral gübrelerden vazgeçebilir.
Üretilen biyogazın miktarı başlangıçtaki organik maddenin sadece miktarına değil kalitesine göre de değişir.
2.CH4 Mikrobiyolojisi veya Biyo-metanogenesis
Anaerobik sindirim veya metan-üreten biyoçevrim selülozik ve diğer kimyasal olarak işlenmemiş organik artıklardaki mikrobiyal eylemin nıhai sonucu olarak hem yakıt(biyogaz) hem de organik gübre(sulu çamur) oluşturur. Bu substratlar çeşitlilik gösteren bakterileri içeren bir seri derecelendirilmiş adımlarla elde edilir. İlk adımda karmaşık polimerik organik substratlar -proteinlerkarbonhidratlar ve yağlar- metanojenik bakteriler tarafından bütrat propiyonat laktat ve alkol gibi aslında metanojenik olmayan substratlara çevrilirler. Aketojenik bakterileri içeren ikinci adım esnasında hala kalanların belirlendiği bir bileşim ve özdeşlik bu bileşikler metanojenik substratlara çevrilirler örneğin aketat nötral veya çok az alkali ortamda çoğalan zorunlu anaerobik metan bakterileri tarafından CH4 ve CO2 'ye çevrilmiş H2 ve C1 bileşikleri.
Yine anaerobik sindirim işleminin her iki açıdan da -sıvılaştırma ve gazlaştırma- dengelenmesi önemlidir. Eğer metan bakterileri yoksa sindirim işlemi sadece malzemeyi sıvılaştırma işleminde başarıya ulaşabilir ve malzemeyi orijinal malzemeden daha çirkin hale getirebilir. Diğer taraftan eğer sıvılaştırma gazlaştırmadan daha hızlı bir oranda gerçekleşirse asitlerin bileşke birikimi metan bakterilerini ve de biyoçevrim işlemini engelleyebilir.
İnsanoğlunun çok süratli bir şekilde artan ihtiyaçlarına cevap veren sosyal ve endüstriyel gelişmeler beraberinde bazı problemleri de getirmişlerdir. Bunların içinde çevre kirlenmesi kamuoyunu en çok etkileyen konu olmuştur. Başlangıçta hızlı şehirleşme ve endüsriyel gelişmelerin sebep olduğu yerel problemler olarak değerlendirilen çevre sorunu günümüzde akarsu göl ve denizlerde atıkların oluşturduğu kirlenme egzoz gazlarının yol açtığı atmosfer kirlenmesi ve asit yağmurları toprak erozyonu tarımsal ilaçların toprak ve yeraltı sularını etkilemesi tabiatın tahrip edilmesi sonucu ortaya çıkan iklim değişiklikleri gibi tüm dünyaya malolmuş ekolojik problemler olarak görülmektedir.
Gelişen teknoloji ve nüfusla birlikte artan enerji ihtiyacı yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanmadığı takdirde dünyamızı daha yaşanılır bir hale getirmek ve gelecek nesillere daha güzel yarınlar bırakabilmek her geçen gün daha da güçleşecektir. İşte bu noktada doğanın kendi içinde bulunan atıkları yok ederek enerji üretme imkanı devreye girerek bizi yarınlarımız için ümitlendirmektedir. "Geleceğin yakıtı" olarak da adlandırılan bu enerji kaynağı biyogazdır.
1.Biyogaz Nedir?
Organik maddeler oksijen yokluğunda ayrıştığında -anaerobik oluşum olarak adlandırılan işlem- hacimce %40-70 metan (CH4) %30-60 karbon dioksit (CO2) %1-5 diğer gazlar [%0-1 hidrojen (H2) %0-3 hidrojen sülfür (H2S)] içeren bir gaz oluşur. Bazen bu ayrışım doğal olarak bataklık etraflarında gerçekleşir ve oluşan gaza "bataklık gazı" denir. Diğer durumlarda atıksu arıtma tesislerinde lağım ayrıştırılırken oluşan gaza "sindirici gaz" denir. Son olarak katı atıkların depolandığı arazi doldurulan yerlerde atıkların oluşturduğu gaza "arazi doldurma gazı" denir. Müşterek olarak bu gaz karışımları biyogaz olarak bilinir.
Renksiz kokusuz yanıcı olan biyogaz için kullanılan diğer ifadeler lağım gazı sulu çamur gazı maden gazı aptal ateşi inek pisliği gazı biyoenerji ve "geleceğin yakıtı"dır. Yemek pişirmek ve aydınlanmak için dört kişilik bir aile günde 4248litre biyogaz tüketir bu da ailenin gecelik çöpü ve üç ineğin pisliğinin toplamından rahatlıkla üretilecek miktarda biyogaz demektir. Eğer gübre mutfak atığı bahçe atığı malt artığı posa artığı market atığı mezbaha atığı yağlar ve diğer yerli-organik substratlar anaerobik olarak işlemden geçirilirse mesela serbest oksijensiz olarak biyogaz üretilir.
Farklı çeşitlerden mikroorganizmalar anaerobik koşullar altında organik substratların karbonlarını metabolize ederler. Bu işlem -sindirim veya anaerobik fermantasyon- bir besin zincirini takip eder.Mesela eğer gübre bu şekilde işlemden geçirilirse sindirilmiş gübre taze gübreye göre çok daha az kokuyla son ürün olarak elde edilir. Buna ek olarak bu sindirilmiş gübre nötr pH-derecesine sahiptir ve bitkilere uygulandığındaki yakıcı etkisi ortadan kalkmıştır. Sindirimden sonra azot genellikle organik bağını yitirmiş olur ve amonyak (NH4) formunda bulunur. Bundan dolayı bitki tarafından direk olarak özümsenebilir. Bu şekilde çiftçi gübreleştirmenin basit ve ucuz bir yolunu elde eder. Pahalı mineral gübrelerden vazgeçebilir.
Üretilen biyogazın miktarı başlangıçtaki organik maddenin sadece miktarına değil kalitesine göre de değişir.
2.CH4 Mikrobiyolojisi veya Biyo-metanogenesis
Anaerobik sindirim veya metan-üreten biyoçevrim selülozik ve diğer kimyasal olarak işlenmemiş organik artıklardaki mikrobiyal eylemin nıhai sonucu olarak hem yakıt(biyogaz) hem de organik gübre(sulu çamur) oluşturur. Bu substratlar çeşitlilik gösteren bakterileri içeren bir seri derecelendirilmiş adımlarla elde edilir. İlk adımda karmaşık polimerik organik substratlar -proteinlerkarbonhidratlar ve yağlar- metanojenik bakteriler tarafından bütrat propiyonat laktat ve alkol gibi aslında metanojenik olmayan substratlara çevrilirler. Aketojenik bakterileri içeren ikinci adım esnasında hala kalanların belirlendiği bir bileşim ve özdeşlik bu bileşikler metanojenik substratlara çevrilirler örneğin aketat nötral veya çok az alkali ortamda çoğalan zorunlu anaerobik metan bakterileri tarafından CH4 ve CO2 'ye çevrilmiş H2 ve C1 bileşikleri.
Yine anaerobik sindirim işleminin her iki açıdan da -sıvılaştırma ve gazlaştırma- dengelenmesi önemlidir. Eğer metan bakterileri yoksa sindirim işlemi sadece malzemeyi sıvılaştırma işleminde başarıya ulaşabilir ve malzemeyi orijinal malzemeden daha çirkin hale getirebilir. Diğer taraftan eğer sıvılaştırma gazlaştırmadan daha hızlı bir oranda gerçekleşirse asitlerin bileşke birikimi metan bakterilerini ve de biyoçevrim işlemini engelleyebilir.
