Methaanproductie uit varkensmest

V-focus augustus 2009

46

V A R K E N S

& P L U I M V E E

a

c

h

te

rg

ro

n

d

V-focus augustus 2009

47

V A R K E N S

& P L U I M V E E

a

c

h

te

rg

ro

n

d

5,7 5,6 35,4 14,5 9,3 10,2 8,4 11,3 4,4 6,1 5,9 41,1 10,3 11,6 16,0 9,3 11,9 4,9 58% 72% 72% 64% 84% 80% 71% 84% 72% 68% 80% 80% 73% 89% 86% 78% 89% 80% 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

VM hyg. VM dun VP dik VP big kr-zgn gd-zgn vlv-dv vlv-brij

Pr

oductie (m

3 CH

4/t

on)

Verblijftijd 20 dagen Verblijftijd 30 dagen

14,7 15,6 16,5 17,5 18,7 20,0 21,5 23,3 25,5 28,0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 Verblijftijd (dagen) m3 CH4/ton 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 m3 CH4/m3.dag Methaanproductie Productiviteit 8 10 12 12 14 16 18 18 20 22 Methaanproductie Methaanproductie Productiviteit

Mestsoort DS Maximale methaanproductie kh

(g/kg) (ml CH4/g OS) (m3 CH4/ton) (d-1)

Varkensmest 67 300 15,9 0,09 Gehygiëniseerde varkensmest 67 243 12,9 0,13 Dunne fractie vijzelpers 69 431 20,0 0,13 Dikke fractie vijzelpers 321 213 60,7 0,07 Biggenmest 30 333 6,7 0,26 Kraamzeugenmest 18 596 7,2 0,20 Guste en dragende zeugenmest 60 276 11,9 0,12 Vleesvarkensmest droogvoer 47 410 13,4 0,27 Vleesvarkensmest brijvoer 20 523 6,1 0,13 methaanproductie.Uit de

figuur blijkt dat de samenstel-ling van de mestsoort sterk bepalend is voor welke methaanproductie haalbaar is bij een bepaalde verblijftijd. Zo is bij 20 dagen bij biggen- en kraamzeugenmest al een methaanproductie bereikt van meer dan 80 procent van de maximale methaanproductie. Het verlengen van de verblijf-tijd met 10 dagen levert maar weinig extra methaanproductie op. Dit ligt anders voor de dikke fractie waarvan pas 58 procent van de maximale methaanproductie is benut bij een verblijftijd van 20 dagen. Het verlengen van de verblijf-tijd naar 30 dagen levert een aanzienlijke hogere methaan-productie op.

Methaanproductie varkensmest in een CSTR

In een CSTR-reactor is het effect onderzocht van verlaging van de verblijftijd op de methaan-productie ter bepaling van een optimale verblijf-tijd zodat met een kleiner vergistingvolume gedraaid kan worden. In figuur 2 staat het geanalyseerde effect van de verblijftijd op de methaanproductie per ton en de productiviteit van de reactor weergegeven. Uit de analyse komt naar voren dat de verhoging van de input van varkensmest en daarmee verlaging van de verblijftijd leidt tot een hogere productiviteit van de reactor. Er wordt dus per dag meer methaan geproduceerd per kuub reactorinhoud.

De verlaging van de verblijftijd gaat wel ten koste van de methaanproductie per ton varkens-mest. Bij een verblijftijd van 15 dagen is de methaanproductie per ton input gedaald met 5 procent ten opzichte van de verblijftijd van 28 dagen. Echter bij de zelfde reactorinhoud kan dan wel 90 procent meer input worden vergist, waardoor de capaciteit van een mestvergisting-installatie aanzienlijk vergroot kan worden en daarmee de kosten verlaagd.

Meer informatie over het onderzoek staat beschre-ven in Rapport nr 243 welke is te downloaden via de internetsite van ASG (http://www.asg.wur.nl/ NL/publicaties/Eigenpublicaties)

Figuur 1

Tabel 1

Maikel Timmerman

(ASG – Animal Sciences Group van Wageningen UR)

Methaanproductie

uit varkensmest

De methaanproductie uit varkensmest is onderzocht in laboratoriumproeven. De verschillende

mestsoor-ten gaven een variatie in hydrolyseconstante tussen de 0,07 en 0,27 d

. De maximale methaanproductie

varieerde van 213 tot 596 l CH4 per kg OS. Uit een vergistingsproef bleek dat bij het verkorten van de

ver-blijftijd van mest in de reactor van 28 naar 15 dagen, de methaanproductie maar relatief weinig afneemt.

HOEVEELHEID

METHAAN

De samenstelling van de mestsoort is sterk bepalend voor de maximale methaan-productie.

Foto: ASG

Resultaten uit batchtesten: drogestofgehalte (DS), maximale methaanproductie en hydrolyse-constante (kh).

Berekende methaanproductie en percentage van de maximale methaanproductie van de onderzochte mestsoorten bij 20 en 30 dagen verblijftijd in een CSTR-reactor.

D

e varkenshouderij vindt het van belang om in de toekomst ener-gieneutraal te produceren door een economisch verantwoorde inzet van de aanwezige energie-bronnen op het bedrijf. Het Productschap Vee en Vlees (PVV) heeft daarom onderzoek gefinan-cierd naar het optimaliseren van een mesttinginstallatie zodat energieproductie via vergis-ting voor een groter deel van de varkensbedrijven economisch interessant kan worden.

Maximale methaanproductie varkensmest

In het eerste deel van het onderzoek is op het lab in batchtesten van een aantal soorten var-kensmest de maximale methaanproductie en hydrolyseconstante bepaald. In tabel 1 staan de

resultaten uit de batchtesten weergegeven. De hydrolyseconstante is een maat voor de snel-heid waarmee organisch materiaal wordt afge-broken en omgezet in methaan. Hoe hoger de hydrolyseconstante des te sneller wordt het orga-nisch materiaal omgezet in methaan. De hydro-lyseconstante en maximale methaanproductie verschilde sterk per mestsoort. Op basis van de maximale methaanproductie en hydrolyse-constante kan berekend worden wat de methaanopbrengst is van een mestsoort bij vergisting in een continue volledige gemengde reactor (CSTR) bij een bepaalde verblijftijd. In figuur 1 staat per mestsoort de berekende methaanproductie in een CSTR weergegeven bij verblijftijden van 20 en 30 dagen en wat het percentage is ten opzichte van de maximale

Figuur 2

Effect van verblijftijd op de methaanproductie (m3 _{CH4/ton) en}