Biohumusz-készítés ehetetlen burgonya biomasszából

HTML
DOWNLOAD

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Biohumusz-készítés ehetetlen burgonya biomasszából"

Alíz Gulyásné
6 évvel ezelőtt
Látták:

1 HULLADÉKOK ENERGETIKAI ÉS BIOLÓGIAI HASZNOSÍTÁSA 8.3 Biohumusz-készítés ehetetlen burgonya biomasszából Tárgyszavak: burgonyamassza hasznosítása; biohumusz előállítása; csíráztatás laskagombán; hulladékfeldolgozás hatásfoka. A növényi hulladék feldolgozását nyereségesebbé teszi a biohumuszkészítés. Erre példa a búzaszalma hasznosítása, amelynek során azt első lépcsőben laskagombával ún. maradvánnyá és gombaterméssé alakították, majd a maradványból gilisztával biohumuszt készíttettek. Laskagombát eddig ehetetlen burgonya biomasszán nem tenyésztettek. A kísérlet célja az ehetetlen burgonya biomasszák kétlépcsős biológiai átalakítása laskagombával és gilisztával biohumusszá, s a búzaszalmából készíthető biohumusszal való összehasonlítása hatékonyság szempontjából. Módszerek Szervezetek A laskagomba tenyészeteket (Pleurotus florida Fovose) és a kaliforniai gilisztát (Eisenia foetida) a Biofizikai Intézet Ökológiai Biotechnológia Laboratóriumában (Orosz Biofizikai Akadémia, Szibériai Részlege) tartották fenn. Hulladékfélék 1. Burgonyaszár, levél és gyökér 2. Búzaszalma 3. Az előző két hulladék keverékei (1:3, 1:1, 3:1 burgonya/szalma (száraz tömeg szerint). Anyagkészítés a mintákból Az ehetetlen burgonya növényi halmazt (1 3 cm darabokból állt) 70%- osra nedvesítették, 3 l-es üveg kezelőedénybe helyezték, 2 órán át 1 atm

2 nyomású gőzzel fertőtlenítették. Az anyagot hűtés után laskagombacsírával beoltották, az üvegeket termosztátba tették. Az anyag átalakítása laskagombával A csíráztatóban steril viszonyokat tartottak fönn. Az anyagot tartalmazó üvegedényeket a termosztátból üvegajtós, rozsdamentes acél, cmes termesztőszekrénybe tették át. A szekrényben fénycsöves világítás segítette a gombatermesztést, a légnedvességet permetező tartotta fenn. A termesztőszekrényben a gombatestek nemsteril viszonyok között jöttek létre. Két gombatermést szüreteltek le. Az első szüret a beoltás utáni napon, a második a napon volt. A laskagomba összes növési ideje mintegy 80 nap volt. A csíráztatás és a termesztés során a laskagombára ajánlott mikroklímát tartották fönn. A kapott maradék anyagot (maradványt) gilisztás művelésre vitték. A maradvány gilisztás átalakítása A maradványt az üvegedényekből két cm-es fadobozba tették, s ebben kifejlett gilisztákkal kezeltették hat hónapon át. Fajlagosan 100 g nedves maradványra öt giliszta jutott. A kezelés során a maradvány nedvességtartalmát 75 80%-on, hőmérsékletét C-on tartották. Az érett biohumusz a maradványból és gilisztaürülékből állt. A biohumuszból kiszedték a gilisztákat, és búzát ültettek bele, hogy minőségéről képet kapjanak. A termesztés A búzát cm-es fadobozban termesztették, egy dobozban 700 g szárazanyagnyi biohumusz volt. Egy négyzetméteren 1100 (dobozonként 25) növény volt. A növényeket június 1-jétől augusztus 15-ig ápolták természetes fényű üvegházban, C-on. A biohumusz nedvességét 60 70%-on tartották. A búzát megérése után leszedték, és 105 C-on kiszárították, majd összes ehető szárazanyag-tartalmát meghatározták. Vegyelemzés A minták szárazanyag-, hamu-, össznitrogén, foszfor- és káliumtartalmát szabványos módszerrel meghatározták. A széntartalmat a képlettel számították. % C = (100 hamu %)/1,8

3 A huminsavtartalmat tömeg szerinti elemzéssel határozták meg lúgos extrahálás, majd a kioldott huminsav sósavval való kicsapatása után. A hulladékfeldolgozás hatásfoka Ezt a következő mutatókkal mérték: anyagveszteség, másodlagos élelmiszer előállítás (gombatestek), a biohumusz huminsavtartalma, a sikeres kísérletek viszonyszáma, a biohumusz termékenysége. A szárazanyag-veszteséget a kiinduló tömeg százalékában mérték. A másodlagos élelmiszer előállítást a biológiai hatásfokkal mérték: a gombatestek nedves tömege és a termesztődobozba rakott szárazanyag százalékában. A biohumusz termékenységét a teljes hozam (Y t ) és az ehető búza (Y e ) mutatókkal mérték, az Y t = P t /S; Ye = P e /S képletekkel számolták, ahol a P t a búza teljes bioszárazanyag-tömege a termesztés végeztével, a P e pedig a búza bioszárazanyag-tömege termesztődobozonként a termesztés végeztével, S a termesztődoboz felülete. A sikeres kísérletek viszonyszámát a sikeres átalakítási kísérletek száma (n s ) és az összes kísérlet n t hányadosa adja: R = 100 n s /n t A biológiai átalakítás sikertelennek számított, ha maradvány kerti földdel vagy baktériummal keveredett, ill. szennyeződött csíráztatás alatt, vagy a maradványban a giliszták elpusztultak vagy nem szaporodtak. Értékelés Az ehetetlen burgonya biomassza NPK tartalma nagyobb, széntartalma kisebb volt, mint a búzaszalma biomasszáé (1. táblázat). A 2. táblázat adataiból látható, hogy mindkét hulladék esetében a biológiai átalakítás vesztesége 73 78% volt, ami az anyagcsere-folyamat közben keletkező szén-dioxidnak és víznek tudható be. A kísérletek 6 7%-ában az ehetetlen burgonya és a búzaszalma biomasszát kerti föld és baktérium fertőzte. A szennyezés után a csíráztatást részben vagy teljesen leállították. A szennyezés következtében a biohumusz biológiai hatásfoka és termékenysége csökkent. Az ehetetlen burgonyából kapott biomassza kevésbé alkalmas a másodlagos élelmiszer készítéshez, mint a búzaszalmából kapott. Biológiai hatásfoka 75%-os, azaz 11%-kal kisebb a búzaszalmáénál. Az ehetetlen burgonyából kapott biohumuszon kevesebb búza termett.

4 Hulladék és biohumusz jellemzők* 1. táblázat Minta Szalma Ehetetlen burgonya biomassza Szalmából készült biomassza Ehetetlen burgonya biomasszából készült biohumusz Ehetetlen burgonya és szalma 1:3 keverékéből készült biohumusz Mutatók (a minta száraz %(m/m)-ában) Hamu szerves szén nitrogén 0,93 2,5 2,95 6,33 4,86 foszfor 0,087 0,17 0,11 0,35 0,23 kálium 1,65 6,27 6,12 14,42 10,21 *az adatok három meghatározás átlagai. A biohumusz adatok csak a sikeres kísérletekből származnak. A hulladékfeldolgozás hatásfoka a 2. táblázat Mutatók Hulladék Búzaszalma Ehetetlen burgonya biomassza 1 : 3 arányú keverékük Anyagveszteség, % Biológiai hatásfok, % b Biohumusz huminsavtartalma, % b 5,3 7,4 6,9 Sikeres kísérletek viszonyszáma, % A biohumuszon termett összes biomassza, g/m A biohumuszon termett ehető biomassza, g/m a A biohumusz termékenység és huminsavszám három kísérlet átlaga, az anyagveszteség és biológiai hatásfok 36 kísérlet átlaga. A sikeres kísérletek viszonyszámát mind a 36 kísérletben mindkét hulladékra meghatározták. Az adatok csak a sikeres kísérletekre vonatkoznak. b szárazanyag %(m/m). Az ehetetlen burgonya biomassza átalakításakor a sikertelen kísérletek viszonyszáma 67% volt. A folyamatban kritikus paraméter a giliszták megtelepedési ideje a laskagomba-termesztés után kapott maradványon. A sikertelen kíséretek során a maradvány ammóniát fejlesztett, s az ammóniás anyaghoz a

5 giliszták nem tudtak alkalmazkodni. Az ammóniakibocsátás magyarázata lehet, hogy gombatermesztés közben rothasztó baktériumok keletkeztek az anyagban. A rothadási folyamatok kiteljesedése pasztőrözéssel megállítható. A kísérletben 7 napos 60 C-os pasztőrözéssel lehetett eltávolítani az ammóniaszagot, s ezzel az anyagot a giliszták számára lakhatóvá tenni. Mindazonáltal a pasztőrözött anyagban a gilisztakultúra gyengébben fejlődött, s a belőle kapott biohumusz termékenysége is 20 36%-kal kisebb lett. A búzaszalmafeldolgozással nem voltak ilyen gondok, a belőle kapott biohumusz, a huminsavszám kivételével, minden tekintetben jobb volt, mint a burgonyából kapott. Kiderült, hogy az ehetetlen burgonya biomasszát a bioátalakítási folyamatba búzaszalmával keverten célszerű bevonni. 1: 1 és 1:3 keverékkel a sikeres kísérletek viszonyszáma 80, ill. 74% volt. A folyamat a gilisztabetelepítés után ammóniaképződés miatt általában megszakadt. Az 1:3 arányú keverék bizonyult a legjobbnak (2. táblázat). A keverékkel végzett sikeres kísérletek viszonyszáma láthatóan nem egyedül a búzaszalma-bioátalakítástól függött. (Herczegh József) Manukowsky, N.; Kovalev, V.: Two-stage biohumus production from inedible potato biomass. = Bioresource Technology, 78. k. 3. sz júl. p Huang, J. S.; Wang, C. H.; Jih, C. G.: Empirical model and kinetic behavior of thermophilic composting of vegetable waste. = Journal of Environmental Engineering, 126. k. 11. sz p

Hasonló dokumentumok

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete. II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató

Szennyvíziszap dezintegrálási és anaerob lebontási kísérlete II Ökoenergetika és X. Biomassza Konferencia Lipták Miklós PhD hallgató Lehetséges alapanyagok Mezőgazdasági melléktermékek Állattenyésztési