Új Szó - Vasárnapi kiadás, 1984. január-június (17. évfolyam, 1-26. szám)
1984-06-08 / 23. szám
ÚJ szú 17 1984. VI. 8. TUDOMÁNY TECHNIKA BIOGÁZTERMELÉS A NAGYÜZEMI ÁLLATTARTÓ TELEPEKEN Az energiahordozók árának emelkedése és az energiával való kényszerű takarékosság ismét szükségessé teszi az olyan források felhasználását, amelyeket néhány évtizeddel ezelőtt már eredményesen hasznosítottak, de alkalmazásuk - a megváltozott gazdasági körülmények miatt - időközben megszűnt. így a legutóbbi időben ismét gyakran felmerül a biogáztermelés ügye is. A biogázgyártás lényegében a napenergia közvetett úton történő hasznosítása, mivel a szerves anyag zárt térben történő rothasz- tásával a fotoszintézis által megkötött energia egy része biogáz formájában szabadul fel. A biogázgyártás folyamata régóta ismert, de a két világháború közti, illetve az ötvenes évek berendezései csakhamar feledésbe merültek, mivel időközben - a hazai szénhidrogén-lelőhelyek eredményes kiaknázása mellett- megkezdődött az olcsó nyersolaj importja, s Így szükségtelenné vált a biogázgyártás. Érdemes megállapítani, hogy ugyanebben az időszakban egyes fejlődő országokban - elsősorban családi gazdaságok és faluközösségek energiaellátása céljából - nagy számban kezdték építeni a biogáz-termelő berendezéseket. így például Indiában több tízezer ki- sebb-nagyobb teljesítményű biogáztelep üzemel. Hasznosítható a biotrágya Napjainkban már a megváltozott körülmények figyelembe vételével kell e témakört vizsgálni. A nagyüzemi állattartás arányának emelkedésével párhuzamosan tovább nő a hígtrágya tömege. A hígtrágya a környezetre veszélyes, ugyanakkor jelentős, köbméterenként 3-5 kilogramm vegyes műtrágya-hatóanyaggal egyenértékű NPK- és a növényzet növekedéséhez szükséges sok más elemet tartalmaz. Ezért célszerű a növénytermesztésben talajerő-utánpótlásra használni. Ez pedig csak a környezetvédelmi előírások megtartásával történhet, így a hígtrágyát felhasználás előtt kisebb-nagyobb mértékben kezelni kell. A kezelési eljárások kiválasztásánál azt a módszert kell előnyben részesíteni, amellyel a környezetvédelmi előírások mellett az értékes anyagok kinyerése is megoldható, s ami által a költségek csökkennek. Ezt a célkitűzést legjobban a hígtrágya anaerob kezelésével lehet megközelíteni, annál is inkább, mivel a naponta újratermelődó hígtrágya kitűnő alapanyagot képez e folyamathoz. Az anaerob kezelés során lényegesen csökken a hígtrágya környezetszennyező hatása, az NPK-tartalma megmarad, humuszban gazdag iszapmaradvány képződik, miközben hasznosítható gáz keletkezik. Mindezek együttes eredménye alapján - a többi trágyakezelési eljáráshoz viszonyítva - leggazdaságosabbnak ítélhető az anaerob kezelés. Hogy e kezelési módszer a hígtrágya megjelenésével eddig még nem terjedt el, arra vezethető vissza, hogy az eljárás csak energiatermelésként szerepelt a köztudatban. Hogyan keletkezik a gáz? Való igaz, hogy a legutóbbi időkig a biogáz más energiahordozókkal szemben árban nem volt versenyképes, azonban ha az eljárást hármas összefüggésben- környezetvédelem, növényi tápanyag, valamint energiatermelés- értékelik, akkor a gazdaságos- sági mutatók megváltoznak, más képet mutatnak, s jóval kedvezőbbé válnak. Az oxigén nélküli (anaerob) körülmények között a szerves anyagot metánbaktériumók bontják le, miközben biogázt termelnek. A biogáz olyan gázelegy, amely 55-65 százalék metánt (CH4), 40—45 százalék széndioxidot (COz), néhány százalék hidrogént (H2) és esetleg kénhidrogént (H2S) is tartalmaz. Fútöértéke 21-23 megajoule köbméterenként, s ezzel a közepes fűtőérétékű gázne- mü energiahordozók közé sorolható, s így mintegy fél kilogramm tüzelőolajjal egyenértékű kalorikus energiát tartalmaz. A metánbaktériumok 32-35 °C (mezofil) és 52-55 °C (termofil) hőmérsékleti zónában fejtik ki a legjobban a tevékenységüket. Igen érzékenyek a hirtelen hőmérsékletváltozásra, már két-három °C-os hömérsék- letcsökkenés következtében is lelassul életműködésük. Az erjesztendő anyag kémhatása is döntő, legjobb a gáztermelés a 7,1-7,5- ig terjedő pH tartományban (enyhén lúgos). A fejlődő gáz mennyisége függ a gázosítás időtartamától is. Mintegy 25 napos rothasztási időt figyelembevéve - nedves eljárással - egy tonna szervesanyagból 200-250 köbméter biogáz fejlődik. A termelt gáznak éves átlagban mintegy 25-30 százalékát kell felhasználni a 32-35 °C-os hőmérséklet fenntartásához. A biogáz fennmaradó hányada fordítható gazdasági célokra. Ez az arány azonban mintegy 7-8 százalékos szárazanyag-tartalmú hígtrágyára vonatkozik. Ismeretes viszont, hogy a hígtrágya szerve- sanyag-tartalma - a sok öblítővíz következtében - ennél általában alacsonyabb. így egy tonna szervesanyagra vetítve nagyobb mennyiségű folyadékot kell 32-35 C°-on tartani. Ezáltal a szabadon hasznosítható biogáz aránya csökken. Ezért célszerű a hígtrágya szervesanyag-tartalmát a szi- vattyúzhatóság határáig emelni, ami 11-12 százalékos szárazanyag-tartalomnak felel meg. Ennek több módja lehetséges:- mechanikus szétválasztóval történő besűrítés;- a vízöblítéses helyett mechanikus berendezéssel eltávolítani a trágyát az istállóból;- a hígtrágya dúsítása szervesanyaggal. A hígtrágya besűrítése tetszetős eljárásnak tűnik, de helyessége vitatható, mivel az előzetesen leválasztott híg rész nem kerül a rothasztó tartályba, s így az továbbra is veszélyes marad a környezetre. A mechanikus trágyakihúzó-be- rendezés alkalmazásakor a hígtrágya tömege kisebb lesz, növekszik a szárazanyag-tartalma, ezért az új istállók létesítésénél ezt a megoldást fokozottabban számításba kell venni. A szerves anyag bekeverésével a hígtrágya dúsítása is perspektivikus megoldás. Azért, mert erre a célra kiválóan megfelel a nagy tömegekben rendelkezésre álló kukoricaszár, amely szántáskor állandó gondot okoz, s esetleges felégetése esetén elvész a tápanyag-gazdálkodás számára. Anaerob fermentáció útján azonban az anyag újra gazdaságosan hasznosíthatóvá válik, a talaj tápanyagutánpótlásában, s emellett a rothasztón keresztül „vezetett“ aprított kukoricaszár növeli a gáztermés hatékonyságát, vagyis a szabadon hasznosítható gáz mennyiségét. A szerves anyag dúsítására más megoldások is számításba vehetők. Egy baromfi- és egy sertéstelep közelsége módot ad arra, hogy a magas szárazanyag-tartalmú baromfitrágyát a legjobb gázkinyeréshez szükséges arányban sertéshígtrágyával keverjük ösz- sze. Hasonlóan számításba vehető a városi szennyvíziszap is, aminek elhelyezése egyébként is gondot okoz. Gazdaságosság, fejlesztés A berendezés gazdaságosságát a biogáz felhasználási módja jelentősen befolyásolja, mert a gáz hosszabb ideig történő tárolásához szükséges tartályok előállítási költsége lényegesen emelkedik. így a gáz folyamatos fel- használására kell törekedni, maximum egynapos tárolókapacitás mellett. Folyamatos felhasználást biztosít a gázüzemi áramfejlesztő generátor, ami a telep villamosener- gia-ellátását szolgálja. Számításba vehető az elhullott állatok és vágóhídi hulladékok főzéséhez szükséges hőenergia biztosítása is. Lehetőség van a sok helyen meglevő központi olajtüzelésű kazánok átalakítására, illetve a szárítóberendezés üzemeltetésére is. A biogáz palackozása költséges, de legnagyobb akadályát az képezi, hogy nincs megoldva a palackozott gáz felhasználási lehetősége. A kirothasztott hígtrágya pato- gén csiraszáma minimálisra csökken, kellemetlen szaghatása megszűnik. Hasznosítása a növény- termesztésben ismert módszerekkel lehetséges. Járható útnak tűnik a szilárd rész leválasztása és annak különböző adalékanyagokkal történő kiegészítése és kerti földként való forgalmazása. Mindezek után említést kell tenni arról, hogy az anaerob hígtrágyakezelő telepek létesítése költséges beruházást jelent, s kizárólag gázhasznosítás esetén mintegy 14-15 éves megtérülési idővel kell számolni, emellett azonban a biotrágya hasznosítása és a környezetkímélő hatás beszámításakor a megtérülési idő lecsökkenhet 3-5 évre is. Folyamatos, hárommúszakos üzemeltetést igényel, a biztonsági előírások fokozott megtartása mellett. Az anaerob hígtrágya kezelési módszer az utóbbi két-három évben külföldön rohamosan terjed. Több szocialista országban, valamint tőkés államban létesítettek már nagyüzemi kezelöberendezé- seket, s szükséges lenne hazai viszonylatban is mintaüzemeket létesíteni a tapasztalatszerzés és a műszaki-gazdasági vizsgálatok elvégzése céljából. CS. MOLNÁR LÁSZLÓ S ir James Hopwood Jeans angol matematikus, fizikus és csillagász volt az, aki hetvenöt évvel ezelőtt, 1919-ben megalkotta saját elméletét Naprendszerünk keletkezéséről. Az azóta már bizonyítottan hibás hipotézist azonban az akkori világ elfogadta, sőt a tankönyvekbe is belekerült. Ismerkedjünk meg a katasztrófaelmélet részleteivel! A világot megismerni vágyó ember hosszú évezredekig csupán a szemébe jutó fény útján szerezte ismereteit. Feltekintve a csillagos égre mindössze a fátyolos, az egész égboltot átkaroló Tejutat láthatta, mivel az egyébként különálló csillagok fényei egybefolytak szeme előtt. De éppúgy rejtve maradt az emberi szem elől Naprendszerünk számos érdekes objektuma is. A csillagászati távcső elkészítése után azonban rohamosan szaporodtak a felfedezések, s általuk ismereteink a környező Világegyetemről. Az ember a megismerésen túl egyre gyarapodó ismereteit megpróbálta rendszerbe foglalni; később ezekből pedig következtetéseket levonni. Az egyházakban tanított ,•,isten teremtette változatlan világ“ egyre kevésbé illett táguló világképünkbe. Az első gondolkodók - elsősorban a filozófusok - a már meglevő tudásra támaszkodva megpróbálták felállítani saját hipotéziseiket a VilágA JEANS-FÉLE ELMÉLET egyetem, a Naprendszer, és azon belül is a Föld keletkezéséről. Alapvetően új (bár ma már nem helytálló) elmeleteket alkotott például René Descartes és Button, és ezen impulzus hatására valósággal özönleni kezdtek a feltevések. A 18. században már minden „magára valamit is adó“ csillagász igyekezett kifejleszteni saját Naprendszer-keletkezési elméletét. Ezek többnyire nem sokban különböztek egymástól. Egészen a 20. század elejéig az ún. ködelméletek voltak az uralkodóak, az általánosan elfogadottak. Legismertebb ezek közül a német Kant, valamint a francia Laplace által kidolgozott elmélet; lényegük az, hogy a Naprendszer egy hatalmas gázködból keletkezett. Ekkorra azonban, mivel rájöttek, hogy az ilyen elméletek nem állják meg helyüket, el kellett vetni azokat. A ködelméletek bukása után váltak „divatossá“ a katasztrófaelméletek. Jeans elmélete szintén a katasztrófaelméletek közé tartozik, de ezzel a témakörrel foglalkozott még Moulton, Chamberlain valamint Jeffreys is. Jeans elmélete szerint a Napot sokmilliárd évvel ezelőtt egy másik csillag közelítette meg: a vonzóerők és az árapály hatására izzó anyag kezdett kiáramlani a Napból. A kiáramlott szivar alakú gáznyúlvány részecskéi az „apacsillag“ távozása után összesú- rűsödtek és ellipszis alakú pályán keringeni kezdtek a Nap körül. Ez a gázkiáramlás megmagyarázta volna a Jupiter és a Szaturnusz többi bolygóval szembeni nagyobb méretét is, hiszen a középső részén volt a legvastagabb. Feltekintve az égre, sok ezer csillag fénye jut szemünkbe; távcsöveken keresztül ez a szám sokmilliárdra bővül. Ennek ellenére a világűrt az üresség jellemzi, illetve a hatalmas távolságok. Utánaszámolva a Naprendszer ily módon való keletkezése valószínűségének, az az eredmény jött ki, miszerint a Tejútrendszer fennállása óta (15 milliárd év) is csupán 10-13 esetben fordulhatott elő ilyen csillagtalálkozás. További számítások szerint a kiáramlott gáznyúlvány a csillag távozása után egyszerűen visszahullott volna a Napba, vagy legjobb esetben is csak 60 millió km távolságig lett volna stabil képződmény. További ismeretgyarapodás után az is kiderült, hogy a „szivar" semmiképp sem lehetett volna olyan sűrű, hogy belőle bolygók tömörülhessenek össze. A Jeans-féle katasztrófaelmélet tehát - hasonlóan a többihez - megdőlt. Hasznára írható viszont, hogy a figyelmet olyan kérdésekre irányította, melyek akkoriban még nyitottak voltak. MOROVICS BÉLA Vízben oldódó papír Gyakran az volna jó, ha a csomagoló-, az egészségügyi és a hasonló papír vagy éppen az üvegre ragasztott címke nyomtalanul eltűnne, vagyis vízben feloldódna. A papír, mint ismeretes, cellulózrostoknak erősen összefonódott, vízben rostjaira bomló szövevénye. A Szovjetunió Cellulóz- és Papírkutató Intézetében sikerült a cellulózrostok fizikai és kémiai módosításával olyan papírt készíteni, amely levegőn minden egyéb papírhoz hasonlóan tartós, de vízben gyorsan szétesik. Ezt azáltal érték el, hogy a rostokat nátrium - karboxil - metilcellulózzal vonták be. Vízbe érve a vegyszer disszociál, a pozitív töltésű nátriumionok a vízbe vándorolnak, a roston pedig visszamarad a negatív töltésű karboxilcsoport. Az azonos töltésű részecskék taszítják egymást, ezért a papír rostjai szétbomlanak. (Nauka i Zsizny) Érdekességek, újdonságok Tartós műanyagpénz Man* szigetén tartós műanyagból készült 1 font sterlin- ges pénzt vezettek be. Anyaga, noha alig vastagabb és nehezebb a papírnál, mégis szinte elnyúhetetlen. A gyötré- si próbán félmillió hajtogatás után alig volt rajta szakadás. Megjelenésekor az emberek sorban álltak érte, nemcsak azért, hogy az elsők között kaphassanak belőle, hanem azért is, hogy megpróbálják el* Man: sziget az ír-tengeren; területe 588 km2. Nagy-Britan- niának önkormányzattal bíró tartozéka. Lakosai közül néhány százan beszélik még az őslakók nyelvét, a kelta eredetű man (manx) nyelvet. tépni. Nagyobb értékű bankjegyeket azonban az új anyagból még nem gyártanak, mert a hamisítást gátló szál hiányzik belőle, ezért viszonylag köny- nyű utánozni. (Newsweek) C-vitaminból is megárt a sok! A túlzásba vitt C-vitamín-fo- gyasztás vérszegénységet okozhat. Ezt állapították meg a corvallisi (USA) egyetem kutatói. Tizenhárom 20-33 éves önként jelentkező férfival tíz héten át napi háromszáz 500 mg-os C-vitamint nyeleitek le. Ez az ajánlott napi adagnak a szokszorosa. Ahogyan az idő múlt, a kísérleti alanyok vérében egyre csökkent a réz mennyisége, s ennek következményeképpen csökkent a ceruloplazmin hatása is. A ceruloplazmin olyan réztartalmú protein, amelyre - a jelek szerint - okvetlenül szükség van az emberi szervezet egészséges vasháztartásához, az új vörös vérsejtek képződéséhez. Eszerint azok, akik hatalmas adag C-vitaminnal akarják elkerülni a meghűlést, a náthát, azt kockáztatják, hogy szervezetükben másodlagos vashiányos vérszegénység fejlődik ki, különösen, ha táplálékukban is kevés a réz nyomelem. Régebbi állatkísérletek szintén azt bizonyítják, hogy egy bizonyos mennyiségen felül a C-vitamin gátolja a réz hatását és ezáltal a vörös vérsejtek újraképződését, még akkor is, ha kellő mennyiségű vas van a táplálékukban. (Science News) *
