1 - Türk-Alman Biyogaz Projesi
1 - Türk-Alman Biyogaz Projesi
1 - Türk-Alman Biyogaz Projesi
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Biyogaz</strong> Kılavuzu – Üretimden kullanıma<br />
makta kullanan (türler arası hidrojen transferi) ve bu<br />
sayede asetik asit oluşturan bakteriler için kabul edilebilir<br />
çevre koşulları oluşturan ve hidrojen tüketen metanojenik<br />
arkeler ile sıkı bir yaşam ortaklığı kurmak<br />
zorundadırlar [2-5].<br />
<strong>Biyogaz</strong> oluşumunun son aşaması olan “metanojenez”de<br />
öncelikle asetik asitler, hidrojen ve karbondioksit,<br />
mutlak anaerobik metanojen arkeler tarafından<br />
metana dönüştürülür. Hidrojen kullanan<br />
metanojenler hidrojen ve karbondioksitten metan<br />
üretirken, asetoklastik metan oluşturucular asetik<br />
asidi ayrıştırarak metan oluştururlar. Tarımsal biyogaz<br />
tesislerinde hüküm süren koşullar altında metan<br />
oluşumu yüksek ortam basıncında ağırlıklı olarak<br />
hidrojen sentezi reaksiyonuyla, nispeten daha düşük<br />
ortam basıncında ise asetik asidin parçalanması reaksiyonuyla<br />
gerçekleşir. Metanın % 70 oranında asetik<br />
asidin parçalanması, % 30 oranında da hidrojenin<br />
sentezi sonucu oluştuğuna dair atik su çamuru fermantasyonundan<br />
elde edilen bilgi, tarımsal biyogaz<br />
tesislerinde her halükarda çok kısa bekleme süresine<br />
sahip yüksek basınç fermentörleri için geçerlidir [2-<br />
7], [2-9]. Yapılan yeni araştırmalar, türler arası hidrojen<br />
transferinin hız belirleyici aşama olacağını ortaya<br />
koymaktadır [2-10].<br />
Oksijensiz bozunmanın dört aşaması aslında tek<br />
basamaklı bir proseste paralel olarak aynı zamanda<br />
gerçekleşir. Ancak her bozunma aşamasının bakterileri<br />
farklı yaşam alanı taleplerine sahip oldukları için<br />
(örneğin pH değeri, ısı) proses tekniği bakımından bir<br />
uzlaşmanın yaratılması gerekir. Metanojenez mikroorganizmalar<br />
düşük büyüme hızları nedeniyle biyogenezin<br />
en zayıf halkası olduklarından ve rahatsız<br />
edici etkilere karşı çok hassas tepki vermelerinden<br />
ötürü, çevre koşullarının metan oluşturan bakterilerin<br />
taleplerine uydurulması gerekmektedir. Hidrolizi ve<br />
asit oluşumunu metan oluşumundan iki ayrı proses<br />
aşaması ile ortamsal olarak ayırma girişimi (iki aşamalı<br />
proses uygulaması) pratikte sınırlı şekilde gerçekleşmektedir,<br />
çünkü hidroliz aşamasında düşük bir<br />
pH değerine (pH < 6.5) rağmen yine de kısmen metan<br />
oluşumu gerçekleşmektedir. Oluşan hidroliz gazı karbondioksit<br />
ve hidrojenin yanı sıra metan da içerir,<br />
bundan ötürü çevre üzerindeki olumsuz etkilerden ve<br />
güvenlik risklerinden kaçınmak için hidroliz gazının<br />
bir değerlendirmeye veya işleme tabi tutulması gerekir<br />
[2-11].<br />
<strong>Biyogaz</strong> tesisinin konstrüksiyonuna ve işletme tarzına,<br />
ayrıca materyal olarak kullanılan hammaddenin<br />
özelliklerine ve konsantrasyonuna bağlı olarak, çok<br />
aşamalı proseslerde her bir fermentör basamağında<br />
farklı çevre koşulları oluşturulabilir. Çevre koşulları<br />
da mikrobiyolojik biyogenezin bileşimini ve aktivitelerini<br />
etkiler ve böylelikle oluşan metabolizma ürünlerine<br />
doğrudan etki ederler.<br />
2.2 Çevre koşulları<br />
Çevre koşullarının tarif edilmesinde yaş fermantasyon<br />
ile katı fermantasyon (kuru fermantasyon olarak<br />
da anılır) arasında ayırım yapılması gerekir, çünkü<br />
her iki işlem arasında özellikle su miktarı, besin maddesi<br />
içeriği ve materyal transferi bakımından farklılıklar<br />
vardır. Pratikteki baskın uygulama nedeniyle burada<br />
sadece yaş fermantasyon konusu ele alınacaktır.<br />
2.2.1 Oksijen<br />
Metanojenik arkeler dünyamızın en eski canlılarından<br />
olup, bundan üç ila dört milyar yıl önce, bildiğimiz<br />
kadarıyla atmosferin oluşmasından çok önce ortaya<br />
çıkmışlardır. Bu nedenle bu mikroorganizmalar günümüzde<br />
oksijenin bulunmadığı bir yaşam ortamına<br />
muhtaçtırlar. Pek çok türü çok az miktarda ki oksijen<br />
tarafından dahi öldürülür. Ancak genelde fermentöre<br />
oksijen girişini tümüyle engellemek mümkün değildir.<br />
Metanojenik arkelerin faaliyetlerinin derhal durmamasının<br />
veya tümüyle ölmemelerinin nedeni, gerçekleşen<br />
bozunma aşamalarında oksijen tüketen<br />
bakterilerle bir arada yaşamalarıdır. Bunlardan bazıları<br />
fakültatif anaerobik bakteriler olarak adlandırılır.<br />
Bu bakteriler hem oksijen etkisi altında, hem de tümüyle<br />
oksijensiz ortamda yaşayabilirler. Oksijen miktarı<br />
çok fazla değilse, oksijensiz bir ortama zorunlu<br />
olarak ihtiyaç duyan metanojenik arkelere zarar vermesinden<br />
önce oksijeni tüketirler. Biyolojik desülfürizasyon<br />
işlemi için fermentörün gaz bölmesine sevk<br />
edilen havadaki oksijen, bundan ötürü metan oluşumu<br />
üzerinde olumsuz etki etmez.<br />
2.2.2 Sıcaklık<br />
Esas olarak çevre ısısı ne kadar yüksekse, kimyasal reaksiyonların<br />
da o kadar hızlı gerçekleştiği kabul edilir.<br />
Ancak bu durum biyolojik bozunma ve indirgenme<br />
proseslerine kısmen uygulanabilir. Burada metabolizma<br />
prosesine katılan mikroorganizmaların varlıklarını<br />
farklı sıcaklık koşullarında sürdürdükleri göz<br />
önünde bulundurulmalıdır. Bu optimal sıcaklık alanlarının<br />
altına düşüldüğünde veya üstüne çıkıldığında,<br />
bu durum sürecin kesintiye uğramasına ve uç durumlarda<br />
sürece katılan mikroorganizmaların geri dönüşü<br />
olmayacak zararlara uğramasına yol açabilir.<br />
22
Change language