קו ייצור דשנים מסיסים במים

מבוא לתהליך התסיסה:
תסיסת ביו-גז, המכונה גם עיכול אנאירובי ותסיסה אנאירובית, מתייחסת לחומרים אורגניים (כגון זבל אדם, בעלי חיים ועופות, קש, עשבים שוטים וכו') בתנאי לחות, טמפרטורה ואנאירוביים מסוימים, באמצעות קטבוליזם של מיקרואורגניזמים שונים, וכן לבסוף תהליך יצירת תערובת דליקה של גזים כמו מתאן ופחמן דו חמצני.מערכת התסיסה של ביו-גז מבוססת על עיקרון של תסיסת ביו-גז, במטרה להפיק אנרגיה, ולבסוף מממשת את הניצול המקיף של ביו-גז, תסיסת ביו-גז ושאריות ביו-גז.

תסיסת ביוגז היא תהליך ביוכימי מורכב עם המאפיינים הבאים:
(1) ישנם סוגים רבים של מיקרואורגניזמים המעורבים בתגובת התסיסה, ואין תקדים לשימוש בזן בודד להפקת ביוגז, ויש צורך בחיסון לצורך תסיסה במהלך הייצור והבדיקה.
(2) חומרי הגלם המשמשים לתסיסה מורכבים ומגיעים ממגוון רחב של מקורות.חומרי גלם או תערובות אורגניים בודדים יכולים לשמש כחומרי גלם לתסיסה, והתוצר הסופי הוא ביו-גז.בנוסף, תסיסת ביו-גז יכולה לטפל בשפכים אורגניים בריכוז מסת COD העולה על 50,000 מ"ג/ליטר ובפסולת אורגנית בעלת תכולת מוצקים גבוהה.
צריכת האנרגיה של מיקרואורגניזמים ביו-גז נמוכה.באותם תנאים, האנרגיה הדרושה לעיכול אנאירובי מהווה רק 1/30~1/20 מהפירוק האירובי.
ישנם סוגים רבים של מכשירי תסיסה ביוגז, שונים במבנה ובחומר, אך כל מיני מכשירים יכולים לייצר ביוגז כל עוד התכנון סביר.
תסיסת ביו-גז מתייחסת לתהליך שבו פסולת אורגנית מוצקה שונות מתסיסה על ידי מיקרואורגניזמים ביו-גז להפקת ביו-גז.בדרך כלל ניתן לחלק אותו לשלושה שלבים:
שלב ההנזלה
מכיוון שחומרים אורגניים מוצקים שונים בדרך כלל אינם יכולים להיכנס למיקרואורגניזמים ולהיות מנוצלים על ידי מיקרואורגניזמים, החומר האורגני המוצק חייב לעבור הידרוליזה לחד-סוכרים מסיסים, חומצות אמינו, גליצרול וחומצות שומן בעלות משקל מולקולרי קטן יחסית.חומרים מסיסים אלו בעלי משקל מולקולרי קטן יחסית יכולים להיכנס לתאים המיקרוביאליים ולהתפרק ולנצל אותם עוד יותר.
שלב חומצי
חומרים מסיסים שונים (חד סוכרים, חומצות אמינו, חומצות שומן) ממשיכים להתפרק ולהפוך לחומרים מולקולריים נמוכים תחת פעולתם של חיידקים תאית, חיידקי חלבון, ליפובקטריה וחיידקי פקטין אנזימים תוך תאיים, כגון חומצה בוטירית, חומצה פרופיונית, חומצה אצטית, ואלכוהול, קטונים, אלדהידים וחומרים אורגניים פשוטים אחרים;במקביל משתחררים כמה חומרים אנאורגניים כמו מימן, פחמן דו חמצני ואמוניה.אבל בשלב זה, המוצר העיקרי הוא חומצה אצטית, המהווה יותר מ-70%, אז זה נקרא שלב ייצור החומצה.חיידקים המשתתפים בשלב זה נקראים חומצות.
שלב מתנוגני
חיידקים מתנוגנים מפרקים חומר אורגני פשוט כמו חומצה אצטית שהתפרקה בשלב השני למתאן ופחמן דו חמצני, ופחמן דו חמצני מופחת למתאן בפעולת המימן.שלב זה נקרא שלב הפקת הגז, או השלב המתנוגני.
חיידקים מתנוגנים דורשים לחיות בסביבה עם פוטנציאל הפחתת חמצון מתחת ל-330mV, ותסיסת ביו-גז דורשת סביבה אנאירובית קפדנית.
נהוג להאמין כי מפירוק של חומרים אורגניים מורכבים שונים ועד הדור הסופי של ביו-גז, ישנן חמש קבוצות פיזיולוגיות עיקריות של חיידקים המעורבות, שהן חיידקים תסיסה, חיידקים אצטוגניים המייצרים מימן, חיידקים אצטוגניים צורכי מימן, אוכלי מימן. מתנוגנים וחיידקים המייצרים חומצה אצטית.מתנוגנים.חמש קבוצות של חיידקים מהוות שרשרת מזון.לפי ההבדל בין המטבוליטים שלהם, שלוש קבוצות החיידקים הראשונות משלימות יחד את תהליך ההידרוליזה וההחמצה, ושתי קבוצות החיידקים האחרונות משלימות את תהליך ייצור המתאן.
חיידקים מתסיסים
ישנם סוגים רבים של חומרים אורגניים שניתן להשתמש בהם לתסיסת ביו-גז, כגון זבל בעלי חיים, קש יבולים, פסולת עיבוד מזון ואלכוהול וכו', ומרכיביו הכימיים העיקריים כוללים פוליסכרידים (כגון תאית, המיצלולוז, עמילן, פקטין, וכו'), מחלקת שומנים וחלבון.רוב החומרים האורגניים המורכבים הללו אינם מסיסים במים ויש לפרק אותם תחילה לסוכרים מסיסים, חומצות אמינו וחומצות שומן על ידי אנזימים תאיים המופרשים על ידי חיידקים מתסיסים לפני שהם יכולים להיספג ולנצל אותם על ידי מיקרואורגניזמים.לאחר שהחיידקים התסיסים סופגים לתאים את החומרים המסיסים הנ"ל, הם הופכים באמצעות תסיסה לחומצה אצטית, חומצה פרופיונית, חומצה בוטירית ואלכוהול, ונוצר במקביל כמות מסוימת של מימן ופחמן דו חמצני.הכמות הכוללת של חומצה אצטית, חומצה פרופיונית וחומצה בוטירית במרק התסיסה במהלך תסיסת ביו-גז נקראת חומצה נדיפה כוללת (TVA).בתנאי תסיסה רגילה, חומצה אצטית היא החומצה העיקרית בכל החומצה המופעלת.כאשר חומרי חלבון מפורקים, בנוסף למוצרים, יהיה גם אמוניה מימן גופרתי.ישנם סוגים רבים של חיידקי תסיסה המעורבים בתהליך התסיסה ההידרוליטית, וקיימים מאות מינים ידועים, ביניהם Clostridium, Bacteroides, חיידקי חומצה בוטירית, חיידקי חומצה לקטית, Bifidobacteria וחיידקי ספירלה.רוב החיידקים הללו הם אנאירובים, אך גם אנאירובים פקולטטיביים.[1]
מתנוגנים
במהלך תסיסת ביו-גז, היווצרות מתאן נגרמת על ידי קבוצה של חיידקים מיוחדים מאוד הנקראים מתנוגנים.מתנוגנים כוללים הידרומתנוטרופים ואצטומתנוטרופים, שהם חברי הקבוצה האחרונים בשרשרת המזון במהלך עיכול אנאירובי.למרות שיש להם מגוון צורות, מעמדם בשרשרת המזון גורם להם להיות בעלי מאפיינים פיזיולוגיים משותפים.בתנאים אנאירוביים, הם ממירים את התוצרים הסופיים של שלוש הקבוצות הראשונות של חילוף החומרים של חיידקים לתוצרי גז מתאן ופחמן דו חמצני בהיעדר קולטי מימן חיצוניים, כך שניתן יהיה להשלים בהצלחה את פירוק החומר האורגני בתנאים אנאירוביים.

בחירת תהליך תמיסת תזונת צמחים:
הייצור של תמיסת תזונה צמחית מתכוון להשתמש ברכיבים המועילים בתמיסת הביוגז ולהוסיף מספיק אלמנטים מינרליים כדי להפוך את המוצר המוגמר לבעל מאפיינים טובים יותר.
כחומר אורגני מקרומולקולרי טבעי, לחומצה הומית יש פעילות פיזיולוגית טובה ותפקודים של ספיגה, מורכבות והחלפה.
השימוש בחומצה הומית וביוגז עבור טיפול קלציה יכול להגביר את היציבות של תמיסת ביוגז, הוספת קלציה של יסודות קורט יכולה לגרום לגידולים לספוג טוב יותר יסודות קורט.

מבוא לתהליך קלציית חומצה הומית:
קלציה מתייחסת לתגובה כימית שבה יוני מתכת מקושרים לשני אטומי קואורדינציה או יותר (לא מתכת) באותה מולקולה על ידי קשרי קואורדינציה ליצירת מבנה הטרוציקלי (טבעת קלאט) המכילה יוני מתכת.סוג של אפקט.זה דומה לאפקט הקלציה של טפרי סרטנים, ומכאן השם.היווצרות טבעת הכלאט הופכת את הכלאט ליציב יותר מהקומפלקס הלא קלאט בעל הרכב ומבנה דומים.השפעה זו של הגברת היציבות הנגרמת על ידי קלציה נקראת אפקט קלציה.
תגובה כימית שבה קבוצה פונקציונלית של מולקולה אחת או שתי מולקולות ויון מתכת יוצרת מבנה טבעת באמצעות תיאום נקראת קלציה, הידועה גם כקלציה או מחזוריות.מבין הברזל האנאורגני שנבלע בגוף האדם, רק 2-10% נספג בפועל.כאשר מינרלים מומרים לצורות ניתנות לעיכול, חומצות אמינו מתווספות בדרך כלל כדי להפוך אותה לתרכובת "כלאט".קודם כל, קלציה פירושה לעבד חומרים מינרלים לצורות ניתנות לעיכול.מוצרים מינרלים רגילים, כמו קמח עצמות, דולומיט וכו', כמעט מעולם לא עברו "כלאט".לכן, בתהליך העיכול עליו לעבור תחילה טיפול "קלציה".עם זאת, התהליך הטבעי של יצירת מינרלים לתרכובות "כלאט" (כלאט) בגוף של רוב האנשים אינו עובד בצורה חלקה.כתוצאה מכך, תוספי מינרלים כמעט חסרי תועלת.מכאן אנו יודעים שהחומרים הנבלעים בגוף האדם אינם יכולים להפעיל את השפעתם במלואה.רוב הגוף האנושי אינו יכול לעכל ולספוג מזון ביעילות.מבין הברזל האנא-אורגני המעורב, רק 2%-10% מתעכלים בפועל, ו-50% יופרשו, כך שגוף האדם כבר "קליט" ברזל."העיכול והספיגה של מינרלים מטופלים גבוהים פי 3-10 מזה של מינרלים לא מטופלים.גם אם אתה מוציא קצת יותר כסף, זה שווה את זה.
הדשנים הבינוניים והיסודות קורט הנפוצים כיום בדרך כלל אינם יכולים להיספג ולנצל על ידי גידולים מכיוון שאלמנטים קורט אנאורגניים מתקבעים בקלות על ידי האדמה באדמה.באופן כללי, יעילות הניצול של יסודות קורט בקרקע גבוהה מזו של יסודות קורט אנאורגניים.מחירם של יסודות קורט קלים גבוה גם מזה של דשנים של יסודות קורט אנאורגניים.