Environmentální vzdělávání, výchova a osvěta

Energie biomasy je další formou transformované sluneční energie. Má výhodu ve snadném skladování.
V současné době se biomasa nejčastěji využívá pro spalování. Je to sice nejlevnější způsob využití, ale také nejméně šetrný k životnímu prostředí. Je pravdou, že do atmosféry se dostane stejné množství CO₂, jaké bylo absorbováno při růstu rostlin. Málokdo si ale uvědomí, že organické látky potřebné pro růst rostlin, se při spalování nevratně transformují na anorganické.
Tento problém řeší zpracování biomasy anaerobní fermentací.

Anaerobní fermentace

Teorie

Bioplyn vzniká anaerobní fermentací, což je soubor dílčích na sebe navazujících biologických procesů společenstva anaerobních mikroorganismů. Tento proces probíhá ve vlhkém prostředí působením metanových bakterií – metanogenů. Rozklad organických látek až na bioplyn, vyžaduje jejich koordinovanou metabolickou součinnost, kde produkt jedné skupiny mikroorganismů se stává substrátem skupiny druhé. To znamená, že při řízené fermentaci musí být zabezpečeny vhodné fyziologické podmínky pro činnost anaerobních mikroorganismů. Mezi nejdůležitější faktory patří:

• anaerobní prostředí,
• složení substrátu,
• teplota (35 ° C, 42 ° C, 55 °C),
• pH 6,5 – 7,5.

(zdroj: zeus.cz)

Praxe

Popis obrázků

Obr. 1 – bioplynový fermentor. Zleva připojení „fermentoru“ do elektrické sítě, „fermentor“ – upravený zavařovací hrnec, multimetr s teplotní sondou. Vpravo soustava dvou nádob s vodou pro jímání bioplynu z fermentoru, propojeno hadičkou.

Obr. 2 – konfigurace stejná jako na předešlém obrázku. Zobrazen vnitřní prostor fermentoru – plynotěsně uzavřená nádoba s chlévskou mrvou, bioplyn je vyveden hadičkou.

Experimenty

1. Závislost produkce bioplynu na čase
   Experiment je dlouhodobý a skládá se z následujících kroků:

   • zvážení a založení biomasy do fermentoru – chlévská mrva,

   • udržování stabilní teploty 35 °C,

   • pravidelné měření produkce bioplynu – každých 24h zaznamenat minutovou produkci bioplynu,

   • po 2-3 měsících vynést naměřené hodnoty do grafu(Q_V[m³.min^-1]/t[min]), kde Q_V – minutová produkce bioplynu, t – čas od založení experimentu,

   • výpočet celkové produkce plynu jako plochy pod křivkou produkce bioplynu, porovnání s hmotností založené biomasy.

2. Závislost produkce bioplynu na teplotě
   Experiment provedeme stejně jako v předcházejícím případě, ale se změněnou teplotou. Délku experimentu můžeme zkrátit na 14 dnů a opakovat pro další teplotu