Négy brazil és két amerikai tudós friss tudományos cikke arról számol be, hogy a sörgyártásban bőségesen keletkező hulladéknak számító sörárpa-törkölyt ultrahanggal kezelik, mielőtt az anaerob lebontáson keresztülmegy, amely metánt termel a szerves anyagok felhasználásával.
Az előkezelés során 56 százalékos metántartalmú biogáz keletkezett, ami 27 százalékal több, mint az ultrahang használata nélkül kapott arány. A metántisztítás után a biogáz a hagyományos fosszilis üzemanyagokhoz képest nagyon alacsony szén-dioxid-kibocsátással járműüzemanyagként használható. Sőt, a kapcsolt energiatermelőkben a metánt a sörgyárban elégetve villamos energiát és hőt lehet előállítani. A végső hulladék pedig ásványi műtrágya helyett biotrágyaként hasznosítható. A módszertant a tudósok részletesen ismertetik a Journal of Cleaner Production című folyóiratban.
Az élelmiszer-feldolgozó üzemek vannak szennyvíztisztító telepeik, de a szilárd szerves hulladékot nem mindig kezelik, amelyet jellemzően ellenőrzött vagy egészségügyi hulladéklerakókba szállítanak el, vagy állati takarmány előállítására használnak fel. "A szilárd szerves hulladék értékét növelő kutatás fontos az ipar és az egész társadalom számára. Ebben a tanulmányban konkrétan ultrahanggal előkezeltük a hulladékot, egy olyan technológiával, amelyet általában csak laboratóriumban alkalmaznak, és ezáltal magasabb szintű metántermelést értünk el. Az eredmények nagyon pozitívak voltak" - jelentette ki Tânia Forster-Carneiro, aki az innovatív eljárást kidolgozó Campinasi Állami Egyetem Élelmiszermérnöki Karának (FEA-UNICAMP) laboratóriumában (Biotar) a kutatócsoportot vezette.
William Sganzerla Sganzerla, a kutatás egy másik résztvevője kifejtette, hogy a sörgyári hulladékok lignocellulóz tartalmúak (ligninből, cellulózból és hemicellulózból állnak), és az anaerob lebontásban részt vevő mikroorganizmusok nem tudnak könnyen áthatolni a sejtfalakon. "Az anaerob emésztési reaktor lignocellulóz alapanyaggal való etetése alacsony metánszintet eredményez, mivel a mikroorganizmusok nem fogyasztják el ezt a biomasszát, amelyet előkezeléssel kell lebontani" - magyarázta.
A tanulmány az energia-visszanyerési útvonalakat is elemezte a folyamat során, és arra a következtetésre jutott, hogy a biogáz által termelt villamos energia az ultrahangos előkezeléshez és az anaerob emésztéshez szükséges energia 80 százalékát ellensúlyozza, miközben 50 százalékkal nagyobb hőenergia-többletet termel, mint az ultrahang használata nélkül keletkező többlethő - írta a TechXplore magazin.
"A technológiai kihívás az, hogy hogyan lehet olyan fenntartható előkezelést alkalmazni, amely kevés energiát fogyaszt. A nagy energiafogyasztású előkezelés nem életképes ipari méretű alkalmazásokban. Ezért a biogáz elégetésével előállított villamos energiát az ultrahanghoz használják majd fel. A termelt hőt az iparban a különböző, hőenergiát igénylő folyamatokhoz lehet felhasználni. Mindez az alacsony szén-dioxid-kibocsátású élelmiszertermelésre vonatkozó körforgásos gazdaság elveit követi" - mondta Sganzerla.
Luz Selene Buller kutató szerint a tápanyagok újrahasznosítása és a megújuló energiaforrásokból helyben történő energiatermelés kulcsfontosságú a fenntartható fejlődés és az élelmiszertermelés szén-dioxid-mentesítésének szempontjából.
Forster-Carneiro kiszámították a tömeg- és energiaegyensúlyt az összes be- és kiáramló termékre. Részletesen kimutatták, hogy minden egyes tonna feldolgozott árpatörkölygázzal 0,23 megawattóra villamos energiát lehet előállítani. A tanulmány azt is bemutatja, hogy az üvegházhatású gázok kibocsátásának mérséklése érdekében megújuló energiaforrásokból is lehet áramot termelni.
A kísérletben résztvevő sörfőzde hetente 120-250 tonna árpatörkölyt termel. "A gyár jelenleg nem hasznosítja újra ezt a hulladékot. Egyszerűen elajándékozza, hogy állati takarmányként használják fel, pedig kezelhetnék és egyúttal energiát is termelhetnének belőle" - mondta Forster-Carneiro.
A tanulmány szerint 100 liter sör előállítása körülbelül 20 kg árpatörkölyt eredményez. "Az anaerob lebontási folyamat nagy szervesanyag tartalmú hulladékot kezel, és ennek eredményeként tápanyagokat termel. A reaktorban maradó szilárd frakció, az úgynevezett biodigeszt alapvetően nitrogénben, foszforban, káliumban és egyéb ásványi anyagokban gazdag, kezelt lignocellulóz anyagból áll. A sörárpatörköly esetében magas a nitrogén, valamint a fehérje aránya, így ez egy jó biotrágya, amely helyettesítheti a nitrogént, foszfort és káliumot tartalmazó ásványi műtrágyákat" - jelntette ki Sganzerla.
Ez egy nagyon racionálisnak tűnő eljárás, de nem olyan szép és vicces, mint az ifjú Einsteiné, aki eredetileg söratom-hasítással buborékokat akart létrehozni az italban. Rásegítésnek ugyan szükség volt némi alkoholizálásra, hogy ráébredjen az elméletre (E=MC2), amely lehetővé tette a sör atomjainak szétválasztását. A megfelelő előkészületek után a söratomot sikerült is kalapáccsal és vésővel elhasítania, amitől valóban lett buborék, de közben a fészer felrobbant…
