Novo istraživanje pokazuje prednosti zatvorenih vertikalnih kompostana

Autor:

Kategorija:

spot_img

Kompostiranje je odavno prepoznato kao održiv način zbrinjavanja organskog otpada, no dosadašnje metode često su bile neučinkovite i stvarale neugodne mirise. Tradicionalne metode kompostiranja, poput gomilanja komposta u stožaste hrpe koje se povremeno preokreću ili kompostana s kontinuiranim miješanjem gdje se kompost puni u rovove u obliku slova U i dnevno miješa, imaju svoje nedostatke. Takve kompostane zauzimaju puno prostora, skuplje su za izgradnju i otežavaju zadržavanje neugodnih mirisa. Međutim, novo istraživanje korejskih znanstvenika objavljeno u časopisu Applied Sciences donosi obećavajuće rezultate o prednostima zatvorenih vertikalnih kompostana.

Zatvorene vertikalne kompostane nude bolje iskorištenje prostora i lakšu kontrolu mirisa u usporedbi s tradicionalnim kompostanama. Cilindričnog su oblika, s lopaticama pričvršćenim na unutarnju osovinu koja se kontinuirano rotira i miješa kompost. Zrak se u kompost upuhuje kroz otvore na dnu ili na rotirajućim lopaticama. Ovakav dizajn omogućuje učinkovitije kompostiranje uz minimalan utjecaj na okoliš.

Istraživači s korejskog Jeonbuk National Universityja i National Institute of Animal Sciences proveli su eksperiment u kojem su 8 dana pratili promjene temperature unutar zatvorene vertikalne kompostane. Za praćenje su koristili umanjeni model kompostane visine 1 metar i promjera 40 cm, u koji su postavili 20 senzora za mjerenje temperature na različitim visinama. Cilj istraživanja bio je razviti model promjene toplinskog okruženja unutar kompostane i validirati ga usporedbom s prikupljenim podacima.

Rezultati su pokazali da je temperatura komposta već prvog dana dosegla vrhunac od čak 67°C uslijed razgradnje organske tvari, a zatim se postupno spuštala kako je kompostiranje odmicalo, da bi 7. dan pala na raspon od 28.9°C do 37.2°C. Ovako visoke temperature su ključne za uništavanje patogena i sjemenki korova te ubrzavanje procesa kompostiranja.

Raspored temperatura po visini analiziran je podjelom kompostane u slojeve. Najviše temperature zabilježene su u središnjim slojevima, a najniže pri dnu i vrhu. To se objašnjava time što se pri dnu kompostane nalazi dovod zraka koji hladi taj dio, dok se pri vrhu toplina gubi kroz poklopac reaktora. Unatoč tim odstupanjima, kontinuirano miješanje sadržaja osigurava adekvatnu temperaturu u svim dijelovima komposta.

Dobiveni podaci iskorišteni su za izradu računalnog modela promjene toplinskog okruženja unutar kompostane. Model je načinjen pomoću računalne dinamike fluida (CFD), a uključivao je postavljanje porozne zone koja simulira sloj komposta te definiranje različitih parametara poput koeficijenta poroznosti, viskoznosti i inercijskog otpora. Za evaluaciju utjecaja veličine mrežnih ćelija na formiranje struktura unutar modela provedena je studija profinjenja mreže.

Validacija modela provedena je usporedbom simuliranih vrijednosti temperature s onima stvarno izmjerenima, pri čemu je dobiven koeficijent korelacije R2 od visokih 0.8. Ovako visoka podudarnost ukazuje na veliku pouzdanost razvijenog modela.  Usporedbom konturnih mapa temperatura dobivenih mjerenjem i simulacijom također je potvrđena ispravnost modela u predviđanju raspodjele temperatura.

Razvijeni model toplinskog okruženja unutar zatvorene vertikalne kompostane vrijedan je alat koji će omogućiti bolje razumijevanje samog procesa kompostiranja, otkrivanje eventualnih problema i iznalaženje načina za njihovo poboljšanje. Štoviše, ovakvi modeli  mogli bi se primijeniti i u automatiziranim sustavima za nadzor rada kompostana u svrhu veće učinkovitosti i kvalitete dobivenog komposta.

Opisano istraživanje predstavlja važan iskorak prema optimizaciji zatvorenih vertikalnih kompostana. Njihove prednosti u vidu manjeg zauzeća prostora, bolje kontrole mirisa i veće učinkovitosti mogle bi značajno unaprijediti zbrinjavanje organskog otpada, pogotovo stajskog gnoja iz sve brojnijih uzgajališta stoke. Neadekvatno odlaganje stajskog gnoja u vodotoke može dovesti do ozbiljnih ekoloških problema, stoga je iznalaženje održivih rješenja za njegovo zbrinjavanje od velike važnosti.

U Koreji se, primjerice, oko 75% stajskog gnoja zbrinjava kompostiranjem. Stoga ne čudi da je u toj zemlji 2022. godine čak 163 farmi opremljeno zatvorenim vertikalnim kompostanama, u što je uloženo oko 18.5 milijuna dolara kroz vladine poticaje. Ovakvi trendovi ulaganja u održive tehnologije zbrinjavanja otpada mogli bi se uskoro proširiti i na ostatak svijeta.

Naime, s porastom potrošnje mesa na globalnoj razini raste i broj uzgajane stoke, a time i količina gnoja koju treba zbrinuti na ekološki prihvatljiv način. Kompostiranje je odlično rješenje koje organski otpad pretvara u koristan resurs – kvalitetno organsko gnojivo za poljoprivredne površine. Na taj se način zatvara krug kružne ekonomije u poljoprivredi, gdje nusproizvodi jedne aktivnosti postaju sirovine za drugu.

U budućnosti bi se prikupljeni podaci o kompostiranju u zatvorenim vertikalnim kompostanama mogli iskoristiti za daljnji razvoj i usavršavanje ove perspektivne tehnologije. Neki od mogućih smjerova unaprjeđenja su bolja karakterizacija svojstava komposta kao poroznog medija te optimizacija pretpostavki korištenih u modelima. Dodatna istraživanja mogla bi se usmjeriti i na mogućnosti iskorištavanja topline generirane tijekom kompostiranja, čime bi se dodatno podigla energetska učinkovitost cjelokupnog procesa.

Uz primjenu održivih tehnologija poput zatvorenih vertikalnih kompostana, mogli bismo značajno smanjiti ekološki otisak uzgoja stoke i pretvoriti nusproizvode poput stajskog gnoja u vrijedno organsko gnojivo za naša polja. Promicanjem kružne ekonomije u poljoprivredi činimo velik korak prema održivijoj budućnosti, u kojoj će moderna tehnološka rješenja igrati ključnu ulogu. Nadamo se da će sve više poljoprivrednika prepoznati prednosti ovakvog načina zbrinjavanja otpada te da ćemo u skoroj budućnosti svjedočiti sve široj implementaciji naprednih sustava za kompostiranje.

SAVJETODAVNI PARTNER

Pročitajte više

Povezani članci