Biogas from grass silage – Measurements and modeling with ADM1

Koch, Konrad; Lübken, Manfred; Gehring, Tito; Wichern, Marc; Horn, Harald

doi:10.1016/j.biortech.2010.06.009

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“…28 , reports the theoretical oxygen demand and the value of B 0,th of typical substrate components. Table 2 summarizes the results of the characterizations.…”

Section: Characterization Of Complex Substratesmentioning

confidence: 99%

Biovalorization of Brewery Waste by Applying Anaerobic Digestion

Vitanza

Cortesi

Gallo

et al. 2016

Chem.Biochem.Eng.Q.

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In the food industry, the brewing sector holds a strategic economic position: in the year 2013, the beer production of the EU-28 was equal to 383,553,000 hL. The brewing process includes chemical and biochemical reactions and solid-liquid separations, involving the generation of various residues and by-products, among which the major two fractions are brewer's spent grain (BSG), and exhausted brewery yeast (BY). Although until today their main use has been for animal feed, in recent years, several studies have investigated the application of anaerobic digestion in order to revalue the brewery wastes.In this work, specific methane production (SMP) and first-order solubilisation (disintegration + hydrolysis) rates (k sol ) for BSG and BY were evaluated. Biomethanation tests were performed in 5-L fed-batch stirred reactors at several substrate/inoculum ratios.

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“…28 , reports the theoretical oxygen demand and the value of B 0,th of typical substrate components. Table 2 summarizes the results of the characterizations.…”

Section: Characterization Of Complex Substratesmentioning

confidence: 99%

Biovalorization of Brewery Waste by Applying Anaerobic Digestion

Vitanza

Cortesi

Gallo

et al. 2016

Chem.Biochem.Eng.Q.

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“…Nitrogen-free extract (NfE) was measured by subtracting the amounts of RP, RL and RF from VS [8]. The Van Soest procedure was used to measure the content of cellulose (Cel), hemicellulose (Hem) and lignin.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Starch content was estimated by taking the difference between total carbohydrates (as the sum of RF and NfE) and NDF; the content of hemicellulose was calculated as the difference between NDF and ADF; whereas cellulose content, as the difference between ADF and ADL [8]. Content of non-fibrous carbohydrates (NFC) was calculated by summing the contents of starch and water-soluble carbohydrates.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

“…Genomic DNA was extracted from biomass samples collected from both reactors at the beginning of the experiments (day 0), then on days 5,8,12,15,22,33,36,50, 57 and 68, and at the end of the experiments (day 75). DNA was extracted from the samples by the following steps: 0.1 g of biomass was washed in sodium phosphate buffer (0.1 M; pH 8.0) and pelleted by centrifugation.…”

Section: Dna Extractionmentioning

confidence: 99%

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Effect of Individual Components of Lignocellulosic Biomass on Methane Production and Methanogen Community Structure

Pokój

Klimiuk

Bułkowska

et al. 2018

Waste Biomass Valor

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One of the major factors that influences the economic feasibility of biogas production is the availability of digestible feedstocks. There is little research on the influence of the chemical composition of biomass on biogas synthesis, especially with regard to the content of lignocellulosic materials. Therefore, the aim of this study was to estimate how differences in the content of cellulose and lignin in lignocellulosic biomass influence the concentrations of individual volatile fatty acids (VFAs) and biogas production. Additionally, the structure of the methanogenic community was examined. The removal of fibrous and non-fibrous materials, the concentrations of individual VFAs, methane production and methanogen community structure were examined during digestion of Zea mays L. and Miscanthus sacchariflorus silages. Organics were removed with higher efficiency during the digestion of Z. mays silage than during digestion of M. sacchariflorus. This was due to the higher non-fibrous carbohydrates content in Z. mays than in M. sacchariflorus. In both digesters, propionate predominated throughout experiment. The methanogenic community in the digester fed with Z. mays was more diverse than that in the digester with M. sacchariflorus. Analysis of 16S rRNA sequences showed that six acetoclastic and four hydrogenotrophic methanogens were present in the digester fed with Z. mays L., while five acetoclastic and three hydrogenotrophic methanogens were in the digester fed with M. sacchariflorus. The abundance of Methanosarcina correlated significantly with the concentration of all analyzed VFAs.Keywords Crop silage · Anaerobic digestion · Syntrophic volatile fatty acids oxidation · Archaeal community structure · Methane yield Statement of NoveltyTo introduce novel biomass types for biogas production, an integrated evaluation approach has to be applied. The present study delivers a combination of technological and microbial data about the process of anaerobic digestion of the commonly used substrates Zea mays L. silage and Miscanthus sacchariflorus silage, the latter of which has a high content of lignin and cellulose. The correlations between the abundance of methanogenic microorganisms and the concentrations of individual VFAs produced during digestion of these substrates were estimated. The results reveal novel associations between the type of substrate used, the rate of methane production and the structure of the methanogenic community. The use of materials with a high lignin content limits biodiversity in the anaerobic digesters, which can result in decreases in anaerobic digestion performance and biogas production.

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“…Algunos estudios se dedicaron al proceso de floculación del fango y las características del mismo, como la formación, la estructura, el tamaño, la reología y el metabolismo del mismo en el reactor anaerobio (Batstone y Keller, 2001;Liu et al, 2003;Hulshoff Pol et al, 2004;Mu et al, 2006;Pevere et al, 2006;Wu et al, 2006;Bhunia y Ghangrekar, 2007;Baloch et al, 2008) y otros se centraron en el estudio de las reacciones cinéticas de la digestión anaerobia (García-Ochoa et al, 1999;Gavala et al, 2003;Vavilin et al, 2003;Batstone et al, 2004;Borja et al 2005;Lübken et al, 2007;Meima et al, 2008;Zaher et al, 2009;Koch et al, 2010;Normak et al, 2012) Aunque la importancia de una mezcla completa ha sido siempre considerada importante, estudios recientes, tanto utilizando medios tradicionales McMahon et al, 2001;Ong et al, 2002;Gómez et al, 2006;Ward et al, 2008) como modelizaciones CFD (Bridgeman, 2012;Wu, 2012b), precisan que un exceso de mezcla puede tener un efecto perjudicial a nivel económico y en el proceso de digestión sí mismo.…”

Section: Antecedentesunclassified

Optimización de la agitación de un digestor anaerobio mediante mecánica de fluidos computacional

Rubal¹

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Optimización de la agitación de un digestor anaerobio mediante mecánica de fluidos computacional Página | 5 AGRADECIMIENTOSEs posible que la parte más difícil de plasmar en papel de esta tesis doctoral sean los agradecimientos a todas las personas que han contribuido directa o indirectamente a que la tesis sea posible. Se me ocurren tantas personas y tantas cosas buenas que decir sobre ellas que sólo espero poder expresarlo como se merecen.Entre ellas, Guadalupe ocupa un lugar especial, por todo el apoyo recibido cuando más difícil parecía que iba a ser acabar la tesis, por sus ánimos, por escuchar todas mis historietas sobre campos de velocidades y fluidos no-newtonianos, porque siempre ha estado ahí, por tantas cosas,… Aunque él no se dé cuenta todavía, Pablo ha sido un gran apoyo y una gran motivación para realizar esta tesis doctoral. Me queda la duda de si dentro de unos años se acordará de las tardes que papá se quedaba en casa "estudiando" y de cómo quería quitarme el ordenador para ver a Peppa Pig.Quiero agradecerles a mis padres y a mi hermana todo el apoyo y el ánimo que me han dado a lo largo de estos años de Doctorado, su interés constante por saber que tal iban las cosas, su ayuda en cualquier momento,… Y a Martin, sin su trabajo, su ayuda y su implicación nunca hubiese sido posible realizar esta tesis.Sin duda, a Isabel y Juan Antonio, mis directores de tesis, quiero agradecerles su ayuda, sus enseñanzas, su paciencia, las ideas aportadas,… Tampoco me quiero olvidar de todos los profesores y personal del Departamento de Sanitaria, muchas gracias por vuestra ayuda y colaboración, especialmente a Julia, por hacer más divertidas y amenas todas las tardes que he pasado allí.Aunque él no quiere aparecer aquí, no sería justo no acordarse de José Antonio, quien me enseñó todo lo que sabía nada más conocernos y que siempre será "El Maestro". Como me dijo una vez, nos llevamos tan bien porque somos mucho más parecidos de lo que nos creemos.El último, pero no el menos importante es Gonzalo, un ejemplo a seguir en el mundo de la investigación y de la docencia, por todo lo que ha conseguido y por lo que conseguirá.Muchas gracias a todos los que me habéis ayudado. RESUMENDebido al gran interés existente en el ahorro y recuperación de energía, y en el deseo de obtener productos que permitan usos beneficiosos del fango procedente de la depuración del agua residual, la digestión anaerobia es el proceso de estabilización de uso más extendido. El tiempo de retención de sólidos es un factor clave en el proceso de digestión anaerobia. En base al tiempo de retención de sólidos, se dimensiona el volumen de los digestores anaerobios para así obtener la reducción de materia orgánica deseada, con la correspondiente producción de biogás. La geometría del digestor y su sistema de agitación deben ser adecuados para alcanzar el tiempo de retención de sólidos de diseño.Los primeros trabajos sobre la agitación de los digestores realizaban únicamente experimentos con trazadores y otros métodos de medición. En otros casos, la m...

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Biogas from grass silage – Measurements and modeling with ADM1

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Biovalorization of Brewery Waste by Applying Anaerobic Digestion

Biovalorization of Brewery Waste by Applying Anaerobic Digestion

Effect of Individual Components of Lignocellulosic Biomass on Methane Production and Methanogen Community Structure

Optimización de la agitación de un digestor anaerobio mediante mecánica de fluidos computacional

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