Original scientific paper

https://doi.org/10.15255/KUI.2018.022

Vakuumsko uparavanje kapljevite frakcije digestata

Tajda Simonič orcid.org/0000-0002-7151-5883 ; University of Maribor, Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Slovenia
Marjana Simonič orcid.org/0009-0009-7015-296X ; University of Maribor, Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Slovenia

Abstract

Cilj ovog rada bio je rasterećenje postrojenja za proizvodnju bioplina smanjenjem hidrauličkog tlaka tijekom zime primjenom dvostupanjskog vakuumskog uparavanja. U prvom stupnju cilj je što više povećati koncentraciju amonijevih iona u vodenoj otopini (NH4+) i neutralizirati ih sumpornom kiselinom (H₂SO₄). Amonijev sulfat ((NH₄)₂SO₄), skraćeno AS, koji nastaje kao proizvod neutralizacije, anorganska je sol koja se može upotrijebiti kao gnojivo. S obzirom na to da je koncentracija amonijevih iona u AS-u mala, a volumen otopine velik, troškovi transporta su znatni.
Radi toga je potrebno uvesti drugi stupanj uparavanja kako bi se smanjio volumen vode, a udjel AS-a povećao do prihvatljive vrijednosti 35 mas. %. Parametri procesa uparavanja (temperatura, tlak i pH) podešavani su kako bi se pronašli najbolji uvjeti i utvrdilo može li se AS uspješno upotrijebiti kao gnojivo. Na temelju eksperimentalnih rezultata izvedene su bilance tvari procesa.
Tijekom karakterizacije uzoraka digestata prikupljenih tijekom vremena provođenja eksperimenta utvrđeno je da se njegova fizikalna i kemijske svojstva kolebaju, a posebno udjel amonijaka. Time je potvrđen velik utjecaj svojstava digestata na uvjete anaerobne digestije. Tijekom prvog stupnja uparavanja pri 40 °C, pH vrijednost digestata iznosila je 7 i nije se mijenjala, što znači da je sav amonijak prisutan u hlapljivom obliku i tijekom procesa prelazi u kondenzat. Utvrđena je ovisnost brzine isparavanja o koncentraciji otopljene tvari, odnosno amonijaka. Brzina isparavanja je viša pri nižim koncentracijama. Poslije neutralizacije u prvom stupnju udjel AS-a bio je 0,61 %. Tijekom drugog stupnja, ciljani udjel AS-a postignut je pri 40 °C i pH = 5, a iznosio je 35,62 %. Udjel AS-a u kondenzatu drugog stupnja bio je 0,12 %.
Na temelju eksperimenta utvrđeno je da je udjel kondenzata temeljen na ulaznoj količini digestata 76 %, a koncentrata 26 %. Nakon drugog stupnja udjel koncentrata (otopina AS) temeljen na količini koncentrata prvog stupnja koji u njega ulazi iznosi 8 %, a udjel kondenzata (čista voda) 92 %.


Ovo djelo je dano na korištenje pod licencom Creative Commons Imenovanje 4.0 međunarodna.

Keywords

digestat; vakuumsko uparavanje; sintetičko gnojivo

Hrčak ID:

207071

URI

https://hrcak.srce.hr/207071

Publication date:

14.12.2018.

Article data in other languages: english

Visits: 1.642 *