Khí Biogas Và Đặc Tính Sinh Học

Khí BIOGAS còn gọi là khí sinh học, là một hỗn hợp khí sinh ra từ sự phân hủy các hợp chất hữu cơ dưới tác cũng của các vi khuẩn trong môi trường yếm khí: Hỗn hợp này gồm có CH4 chiếm tỷ lệ lớn (60-70%) CO2 (29-39%) còn lại là một lượng nhỏ khí N2, H2, CO,…Hỗn hợp này chủ yếu dùng làm năng lượng khí đốt.

Có thể thấy thành phần chính của khí sinh học là CH4, lượng khí này được tạo ra nhiều hay ít tùy thuộc vào loại phân, tỷ lệ phân/nước, nhiệt độ môi trường, thời gian lưu trong hệ thống phân hủy kỵ khí,…

Mô phỏng công nghệ sản xuất BIOGAS
Mô phỏng công nghệ sản xuất BIOGAS

1. Đặc tính khí sinh học Biogas

  • Trọng lượng riêng: 0,9-0,95kg/m3
  • Trong hỗn hợp khí sinh học Biogas thường sẽ lẫn 1 ít khí H2S có mùi, mùi này giúp xác định vị trí nơi hư hỏng rò rỉ khí Biogas.
  • Khí Biogas có đặc tính dễ cháy nếu lẫn với tỉ lệ từ 6-25% trong không khí. Để khí Biogas cháy tốt trong không khí thì tỉ lệ pha trộn với không khí là 1:10

2. Cơ chế tạo thanh khí sinh học trong hệ thống Biogas

Các chất hữu cơ dưới tác dụng của vi sinh vật yếm khí sẽ bị phân hủy thành các chất hòa tan và các chất khí. Quá trình này sẽ chuyển hóa C, H, O thành khí CH4 và CO2. Do quá trình yếm khí không có sự hiện diện của O nên lượng C sẽ không thể chuyển hóa hoàn toàn thành CO2 đc mà tồn tại ở dạng sản phẩm trung gian CH4. Các sản phẩm bị phân hủy trong quá trình yếm khí là các protein, tinh bột, lipid,…Ở giai đoạn đầu các chất phân hủy nhanh như tinh bột, protein, đường, xenlulo,…sẽ phân hủy trước, các acid hữu cơ sẽ làm chậm lại quá trình phân hủy. Tuy nhiên các chất sơ lại phân hủy ở mức trung bình nên khí gas sẽ sinh ra một cách liên tục.

 Cơ chế phản ứng chung như sau:

(C6H10O5)n → 3n CO2 + 3n CH4 + 4,5calo

Lượng CO2 sinh ra sẽ bị giữ lại 1 phần bởi các ion K + Ca2 + Na+ do đó mà hỗn hợp khí đc sinh ra CH4 chiếm từ 60-70%

Hầm ủ yếm khí Biogas
Hầm ủ yếm khí Biogas

3. Hai con đường phân hủy yếm khí

  • Con đường thứ nhất:

GD1: acid hóa xenlulo

(C6H10O5)n + nH2O → 3n CH3COOH

GD2: sự tạo muối

Các bazo hiện diện trong môi trường, đặc biệt là NH4OH sẽ phản ứng với các acid hữu cơ

CH3COOH + NH4OH → CH3COONH4 + H2O

GD3: lên men methan do sự phân hủy hữu cơ của muối

CH3COONH4 + H2O → CH4 + CO2 + NH4OH

  • Con đường thứ 2:

GD1: acid hóa xenlulo và thủy phân acid ngay sau đó

(C6H10O5)n + nH2O → 3n CH3COOH

 Thủy phân acid tạo CO2 + H2

CH3COOH + H2O → 2CO2 + 4H2

GD2: tổng hợp khí methan từ hoạt động sống của trực khuẩn khi sử dụng CO2 và H2 sinh ra từ quá trình thủy phân

Sơ đồ tóm tắt cơ chế lên men của quá trình yếm khí
Sơ đồ tóm tắt cơ chế lên men của quá trình yếm khí

Xem thêm: Quá trình kỵ khí diễn ra như thế nào?

4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình yếm khí:

  • Điều kiện oxy: đây là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến quá trình phân hủy yếm khí. Nếu hầm ủ có oxy gen thì hoạt động của vi sinh vật yếm khí sẽ yếu và ngừng hẳn các sinh vật tùy nghi sẽ chuyển sang phân hủy hiếu khí.
  • Nhiệt độ: vùng nhiệt độ thích hợp cho sự lên men yếm khí  là 20-45oC hoặc trên 45oC, nhiệt độ tối ưu vào khoảng 35-55o
  • Sự thay đổi đột ngột về nhiệt độ rất nguy hiểm cho quá trình yếm khí, biên độ giao động trong ngày không quá 10oC. Ở nước ta thì ngưỡng nhiệt độ từ 20-30oC là thuận lợi cho vi sinh hoạt động sinh khí methane.
  • pH: pH cũng ảnh hưởng không nhỏ đến hoạt động của VSV yếm khí. Vi khuẩn sinh khí methane thích hợp ở pH 6-7, khi pH nhỏ hơn 5 hoặc lớn hơn 8 thì hiệu suất hoạt động giảm nhanh.

5. Các độc chất ảnh hưởng đến quá trình lên men:

Bảng tóm tắt nồng độ các độc chất ảnh hưởng đến quá trình yếm khí
Bảng tóm tắt nồng độ các độc chất ảnh hưởng đến quá trình yếm khí
Khả năng sinh khí Biogas của các loại phân khác nhau
Khả năng sinh khí Biogas của các loại phân khác nhau

Trên đây là một vài chia sẻ của chúng tôi về khí Biogas và một vài đặc tính của nó. Hy vọng mọi người có cái nhìn tổng quan hơn về loại khí này. Đương nhiên để tạo ra được khí Biogas ngoài tạo môi trường yếm khí lý tưởng thì hệ VSV nuôi cấy cũng vô cùng quan trọng. Công ty Tin Cậy chúng tôi chuyên cung cấp các chế phẩm vi sinh đặc biệt là dòng vi sinh yếm khí (kỵ khí) sử dụng cho hầm Biogas.

Men vi sinh Jumbo kỵ khí Bio-MT6
Chế phẩm Jumbo KK (BIO-MT6) chuyên cung cấp vi sinh cho hệ thống yếm khí

Xêm thêm: Men vi sinh Jumbo kỵ khí Bio-MT6 

Tác gải: Lê Nguyên


Mọi thông tin chi tiết “Khí Biogas và đặc tính sinh học”, xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ THƯƠNG MẠI DỊCH VỤ TIN CẬY

Địa chỉ: Số 4, Đường số 3, Khu Dân Cư Vạn Phúc, P. Hiệp Bình Phước, Tp. Thủ Đức,Tp. HCM

Điện thoại: (028) 2253 3535      Mobile:  0903 908 671 – 0933 015 035

Email: tincay@tincay.com; nguyenle@tincay.com

Website: tincay.com | thuysantincay.com | nongnhan.com

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *