혐기 소화 시 식물체 잔사 및 투입량에 따른 메탄 생산량 예측

• 영문명: Predicting Methane Production on Anaerobic Digestion to Crop Residues and Biomass Loading Rates
• 발행기관: 유기성자원학회
• 저자명: 신중두(JoungDu Shin) 홍승길(Seung-Gil Hong) 박상원(SangWon Park) 김현욱(HyunWook Kim)
• 간행물 정보: 『유기물자원화』제24권 제3호, 75~82쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 환경공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2016.09.30

국문 초록

본 연구의 목적은 농업에서 발생하는 식물체 잔사 종류별 투입비율에 따른 메탄 잠재 발생량을 예측하는 것이다. 바이오가스를 생산하기 위하여 보릿짚 및 유채대 등의 식물체 잔사를 다양한 투입율로 사용하여 세륨병에서 실험을 수행하였다. 표면 방법론의 운동방법을 통하여 메탄 생산은 Gomperz 수식에 적합한 것으로 나타났다. 중온소화 시 식물체 잔사별 바이오가스 생산에 있어, 최대생산량은 보릿짚 및 유채대 투입율 1%로 혐기소화 후 각각 6.8일에 37.2 mL/g과 7.5일에 28.0 mL/g로 나타났다. 중온소화 시 메탄 함량은 보릿짚 및 유채대 투입율 5%로 혐기소화 후 각각 5.5일에 61.7%와 3.4일에 75.0%로 가장 높게 관측되었다. 중온 소화시 최대 메탄 잠재발생량은 1% 보릿짚 투입율에서 159.59 mL/g 와 3% 유채대 투입율에서 156.62 mL/g로 산정되었다. 전반적으로 중온소화 시 바이오매스 투입율은 유채대 3% 및 보릿짚 1%를 투입하는 것이 적정 비율인 것으로 나타났다.

영문 초록

Objective of this experiment was to predict the potential methane production with crop residues at different loading rates. Anaerobic digestion of barley and rapeseed straw substrates for biogas production was performed in Duran bottles at various biomass loading rates with crop residues. Through kinetic model of surface methodology, the methane production was fitted to a Gompertz equation. For the biogas production at mesophilic digestion with crop residues, it was observed that maximum yield was 37.2 and 28.0 mL/g at 6.8 and 7.5 days after digestion with 1% biomass loading rates of barley and rapeseed straws, respectively. For the methane content of mesophilic digestion, there were highest at 61.7% after 5.5 days and 75.0% after 3.4 days of digestion with barley and rapeseed straw on both 5% biomass loading rates, respectively. The maximum methane production potentials were 159.59 mL/g for 1% barley straw and 156.62 mL/g for 3% rapeseed straw at mesophilic digestion. Overall, it would be strongly recommended that biomass loading rate was an optimum rate at mesophilic digestion for using 1% barley and 3% rapeseed straws for feed stocks.

목차

1. Introduction

2. Materials and Methods

3. Results and Discussions

4. Conclusions

Acknowledgments

References

키워드

Anaerobic digestion Cumulative methane yield Gompertz equation Barley straw rapeseed straw Methane production 혐기소화 누적 메탄 생산량 Gomperz 수식 보릿짚 유채대 메탄 생산