Obróbka wstępna biomasy bogatej w lignocelulozę w celu zwiększenia wydajności fermentacji metanowej (artykuł przeglądowy)

Celem pracy jest przegląd metod obróbki wstępnej, które są innowacyjnymi technologiami w procesie optymalizacji produkcji biogazu. Obecnie zapotrzebowanie na energie odnawialne i paliwa kopalniane wciąż wzrasta. Biogaz posiada wiele zalet w przeciwieństwie do innych biopaliw. Odpadowa biomasa lignocelulozowa jest atrakcyjnym substratem do produkcji biogazu z uwagi na jej niską cenę, ilość i całoroczną stałą dostępność. Produkcja energii bazująca na odpadach roślinnych, których głównym komponentem jest celuloza i lignina, posiada zerową emisję gazów cieplarnianych. Ten typ biomasy nie jest w pełni biodegradowalny w procesie fermentacji metanowej w skali przemysłowej z uwagi na jej strukturę fizyko-chemiczną, co skutkuje niższym uzyskiem energii. Biodegradowalność odpadów lignocelulozowych można skutecznie polepszyć poprzez stosowanie obróbki wstępnej biomasy. Ostatnie wyniki badań pokazały, że obróbka taka może poprawić efektywność produkcji biogazu do ponad 90% surowców takich jak drewno, trawy i kukurydza.

The aim of this paper is to review promising pre-treatment technologies which have greatly improved the production of biogas. The global need for alternative energy source is rapidly growing today. Biogas has many advantages compared to other biofuels. It can be produced from lignocellulosic materials. The lignocellulosic biomass is attractive as feedstock for biogas production because of its low cost, great abundance and sustainable supply. Especially, utilisation cycles and energy production based on raw biomass have near-zero greenhouse gas emissions on a life-cycle basis. Lignocelluloses are composed of cellulose, hemicellulose, lignin and several inorganic materials. This type of biomass is not fully biodegraded in methane fermentation process on industrial scale due to their complex physical and chemical structure, which results in lower energy recovery in terms of methane yield. The biodegradability of lignocellulosic waste can be increased by a pre-treatment. Recent findings have shown that pre-treatment can improve biogas yields to higher than 90% of the theoretical yield for biomass such as wood, grasses, and corn.