Jak zrobić biopaliwo własnymi rękami z obornika w domu

Nowoczesne technologie przetwarzania wszelkiego rodzaju surowców otwierają perspektywę skutecznego rozwiązania problemu pozyskiwania biopaliw z obornika bezpośrednio w domu. Co więcej, własnoręcznie wytwarzając biopaliwo w domu, dzięki nowym zasadom przetwarzania odpadów, można jednocześnie produkować nawozy do upraw rolnych.

Co jest do tego potrzebne i jak prawidłowo wykonać bioreaktor - szczegółowo omówimy te kwestie w naszym artykule. Podamy rekomendacje dotyczące wyboru najlepszego surowca do produkcji biogazu oraz przeanalizujemy cechy wykorzystania powstałego paliwa na potrzeby gospodarstwa domowego.

Oczywiście najłatwiej jest kupić gotowe instalacje przemysłowe. Jednak ich wysoki koszt zmusza nas do rozważenia możliwości samodzielnego wykonania systemów produkcyjnych.

Krótko o definicji biogazu

Według definicji naukowych biogaz to produkt powstały w wyniku procesu fermentacji masy odpadów biologicznych. W tym przypadku produktem fermentacji jest metan lub wodór.

Tworzenie metanu (lub wodoru) następuje w wyniku żywotnej aktywności trzech rodzajów bakterii:

• hydrolityczny;
• kwasotwórcze;
• tworząc metan.

Za produkt fermentacji wysokiej jakości uważa się skład mieszaniny gazów, której zawartość rozkłada się w proporcji: 50-85% metanu, 15-50% dwutlenku węgla i mniej niż 5% siarkowodoru.

Tak mniej więcej wygląda schemat blokowy alternatywnej produkcji energii. Wykorzystuje się w tym przypadku tradycyjne, domowe źródła surowców, które doskonale nadają się do produkcji energii alternatywnej – biopaliw

Tę mieszaninę gazów przepuszcza się przez filtry w celu usunięcia obecności CO² i H²S, po czym pozostaje czysty metan biologiczny. Gaz taki nie różni się od gazu ziemnego wykorzystywanego w zastosowaniach domowych i przemysłowych.

Surowcami do otrzymania wysokiej jakości biologicznej mieszaniny gazów są zazwyczaj:

• obornik i ptasie odchody;
• odpady po produkcji alkoholu (wywary);
• nadwyżki produkcji browarniczej (ziarna piwa);
• odchody i odpady rybne;
• pulpa buraczana, odpady komunalne, trawa itp.

To tylko część wszystkich surowców dopuszczonych do wykorzystania. Ale już i to zestawienie pokazuje jak różnorodny musi być wykaz surowców, aby móc na bieżąco zakładać produkcję biogazu.

Instalacja do produkcji biopaliw dostosowana do potrzeb jednego z wielu istniejących gospodarstw. Stacja ma niewielką objętość, ale w pełni zaspokaja potrzeby rolnictwa prywatnego

Wydajność objętościowa mieszaniny gazów zależy bezpośrednio od rodzaju zastosowanych surowców i zawartości w nich substancji suchych. Tak więc, jeśli w biznesie wykorzystujesz obornik bydlęcy, z jednej tony obornika możesz faktycznie uzyskać 50-60 m³ biopaliwa, zawierający do 60% metanu.

Uważa się, że najlepszymi surowcami są odpady o dużej zawartości tłuszczu. Przetworzenie jednej tony odpadów tłuszczowych w klasycznej instalacji do produkcji biopaliwa może wyprodukować do 1300 m3³ mieszanina gazów, w której zawartość metanu sięga 90%.

Jak zrobić moduł rolnictwa przetwórczego?

Aby wykonać instalację do przetwarzania odpadów na biopaliwo, trzeba przynajmniej znać zasadę działania takich urządzeń, a także rozumieć obwody elektryczne.

Schemat instalacji bioreaktora: 1 – bioreaktor; 2 – mieszadło; 3 – grzejnik; 4 – pompa; 5 – element filtrujący; 6 – sprężarka gazu; 7 – zbiornik gazu; 8 – zbieracz obornika; 9 – plon nawozów (osad); 10 – panel sterowania ogrzewaniem

Rozważmy jedno i drugie, ale należy zauważyć: budowa pełnoprawnej instalacji jest dość kłopotliwa i kosztowna. W domu z reguły można zrobić tylko coś podobnego do stacji recyklingu. Jednak niektóre próby kończą się sukcesem.

Zasada działania bioinstalacji

Technologia produkcji biopaliw zasadniczo wspiera następujące podejście systemowe:

1. Bioreaktor (pojemnik) ładowany jest obornikiem.
2. Przez pewien czas wewnątrz reaktora zachodzi proces fermentacji.
3. Tworzy się środowisko gazowe.
4. Z reaktora usuwane są gazy.
5. Mieszanka gazowa jest oczyszczana i przekazywana do wykorzystania jako paliwo.

Skład powstałej mieszaniny gazów charakteryzuje się dość wysokim nasyceniem różnymi substancjami. Największym składnikiem procentowym jest metan (60%), dwutlenek węgla (35%) i inne substancje, w tym siarkowodór (5%).

Tak wygląda schemat rozkładu gazów w mieszaninie: 1 – zawartość metanu wynosi około 63-65%; 2 – zawartość dwutlenku węgla około 30-33%; 3 – zawartość siarkowodoru około 2%; 4 – zawartość amoniaku około 1%; 5 – zawartość wodoru ok. 1%

Tymczasem do efektywnego działania stacji gazotwórczej domowej produkcji wymagane są znaczne rezerwy odpadów od przedstawicieli świata zwierząt.

Dlatego pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę przy rozwiązywaniu problemu pozyskiwania biopaliwa w kraju (na wsi), jest dostępność źródeł surowców dla zakładu przetwórczego.

Wykonanie bioreaktora własnymi rękami

Decydując się na źródła surowców, należy następnie zdecydować o lokalizacji domowego (lub wiejskiego) bioreaktora. Sam reaktor jest naczyniem szczelnym, dość trwałym, o objętości odpowiadającej dziennemu pobraniu surowców obornika do przerobu (dla porównania: uzyskanie 100 m³ mieszanka gazowa wymaga około 1 tony obornika).

Tabela zależności pomiędzy rodzajem obornika a ilością wyprodukowanego biogazu

Tabela przedstawiająca efektywność działania danego rodzaju odpadów biologicznych w przeliczeniu na ilość wytworzonego gazu. Jak widać z tabeli, najskuteczniejszy jest obornik wieprzowy, z którego można wyprodukować największą ilość biopaliwa

Taki kontener będzie musiał zostać zainstalowany na mocnym fundamencie, wyposażonym w zawory odcinające i inne akcesoria techniczne zgodnie ze schematem klasycznym. Zaleca się, aby górna część naczynia była zdejmowana, z mocowaniami śrubowymi i uszczelką.

Aby zapewnić ciągłość cyklu, zbiornik akumulacyjny musi być wyposażony w sztuczny moduł grzewczy. Jeśli latem wydajność fermentacji obornika i szybkość tworzenia się gazu są w pełni zapewnione przez zewnętrzne warunki temperaturowe, zimą sytuacja się zmienia.

Do zimowej pracy bioreaktora wymagane jest sztuczne ogrzewanie, biorąc pod uwagę zaprzestanie aktywności bakterii fermentacyjnych już w temperaturze 4-10 ° C powyżej zera. W związku z tym pojemnik musi mieć wysokiej jakości izolację termiczną. Nadaje się do tego klasyczna metoda ocieplenia wełną mineralną.

Dobry przykład izolacji bioreaktora na czas pracy zimowej. Jako materiał izolacyjny zastosowano wełnę mineralną. Wierzchnia warstwa waty pokryta jest materiałem foliowym

Istnieje kilka opcji organizacji ogrzewania. Na przykład zastosowanie grzejników elektrycznych lub systemu podgrzewania wody (płaszcza wodnego).

Moc obwodu grzewczego należy obliczyć w oparciu o optymalną temperaturę wewnątrz reaktora wynoszącą 25-40°C, niezbędną do osiągnięcia efektywnego procesu fermentacji biomasy.

Oprócz grzejników na aktywność fermentacyjną biomasy wpływa stopień jej stagnacji. Zasadniczo w zbiorniku nawóz musi znajdować się w ciągłym ruchu. Ruch biomasy usprawnia proces fermentacji i skraca czas uzyskania składnika gazowego.

Opcja letniej instalacji do przerobu obornika i produkcji biopaliwa. W tym przypadku ogrzewanie odbywa się w formie betonowej łaźni wodnej, w której zanurzony jest zbiornik reaktora. Jednak z tej instalacji nie można korzystać zimą.

Problem organizacji ruchu rozwiązano wprowadzając do konstrukcji bioreaktora specjalne mieszadło mechaniczne. Wał tego urządzenia jest połączony z wałem silnika wolnoobrotowego, który wykonuje działanie obrotowe. Włączanie i wyłączanie procesu mieszania może odbywać się ręcznie lub automatycznie.

Na naszej stronie internetowej znajduje się kolejny artykuł, który zawiera Instrukcje Instalacji w celu pozyskania biogazu na potrzeby prywatnego domu.

Proces produkcji biogazu i nawozów

Projekt instalacji do domowej produkcji biopaliwa zakłada technologicznie załadunek statku obornikiem do około 1/3 pojemności. Do załadunku obornika wykonywany jest właz załadunkowy z hermetycznie zamykanymi drzwiami. Pozostała wolna górna powierzchnia bioreaktora służy do akumulacji uwolnionych gazów.

Domowy miniaturowy bioreaktor wykonany na bazie zwykłej 200-litrowej beczki. W zasadzie, aby zaspokoić skromne zapotrzebowanie na paliwo biologiczne, całkiem nadaje się do stosowania w prywatnych gospodarstwach domowych. Jest to ten sam projekt, który faktycznie można wykonać w domu w celu produkcji biopaliwa

Otwory wylotowe należy wykonać na górnym i dolnym poziomie statku. U góry znajduje się wylot gazu, na dole wylot do odprowadzania przetworzonego obornika (nawozów). Wskazane jest również zamontowanie okna obserwacyjnego w obszarze górnej części naczynia w celu monitorowania procesu.

Rura odprowadzająca mieszaninę gazową połączona jest rurą szczelną z urządzeniem pełniącym jednocześnie funkcję separatora i syfonu wodnego. Do komunikacji stosuje się rurę (metalową lub polietylenową) o małej średnicy (25-32 mm).

Sam separator jest naczyniem o stosunkowo małej pojemności wypełnionym wodą. Gaz przechodzący przez słup wody jest oczyszczany i odprowadzany do zbiornik na gaz a następnie podawane konsumentom.

Przykład konstrukcji separatora dwustopniowego - zawór hydrauliczny do podawania mieszaniny gazowej pochodzącej z bioreaktora. Ta opcja filtracji pozwala uzyskać wysokiej jakości oczyszczony produkt.

Wskazane jest, aby dolna rura reaktora (odpływu gnojowicy - osadu) miała możliwie największą średnicę. Podłącza się do niego zawór odcinający (zawór) i wykonuje się spust do zbiornika do zbierania osadu. Masę zużytą w gospodarstwie można z powodzeniem wykorzystać jako nawóz.

Przeanalizowaliśmy szczegółowe informacje dotyczące określenia wymaganej objętości zbiornika, a także obliczenia wydajności bioreaktora i możliwości wykorzystania biogazu w następny artykuł.

Jaki powinien być skład masy obornikowej?

Masy obornika załadowanej do bioreaktora nie należy traktować po prostu jako surowca nadającego się do dowolnej jakości. Składnik substancji ma fundamentalne znaczenie dla procesu fermentacji. W praktyce zauważono, że zmniejszeniu cząstek substratu towarzyszy lepsza wydajność procesu.

Wyraźna włóknistość podłoża i zwiększenie obszaru oddziaływania bakterii to główne kryteria, które przyczyniają się do szybkiego rozkładu masy obornika. W tym stanie surowiec obornikowy po podgrzaniu i wymieszaniu nie tworzy na powierzchni osadu ani filmu, co znacznie ułatwia filtrację mieszaniny gazowej.

Przygotowanie masy obornika do załadunku do reaktora. Procedurze tej poświęca się nie mniej uwagi niż wszystkim innym, jeśli istnieje potrzeba uzyskania znacznej ilości biopaliwa w krótkim czasie

Stopień rozdrobnienia surowca determinuje czas trwania fermentacji, co z kolei wpływa na ilość wytworzonego gazu. Zatem, aby skrócić czas fermentacji, należy dobrze zmielić surowiec: im lepsza jakość rozdrobnienia, tym krótszy okres fermentacji.

Cechy wykorzystania biogazu na potrzeby gospodarstw domowych

Zakres zastosowania tego rodzaju surowca energetycznego jest dość szeroki. Wykorzystując biogaz jako paliwo, wytwarzana jest energia elektryczna, gorąca woda lub para. Istnieje wiele przykładów z praktyki wykorzystania biopaliwa do napędzania pojazdów.

Aby jednak uniknąć problemów w gospodarstwie przy stosowaniu takiego paliwa, niezwykle ważne jest zorganizowanie magazynu dla powstałego biogazu, przeznaczając odpowiednie miejsce na zbiornik gazu Lokalizacja na.

Biogazownie tego typu to urządzenia, które otwierają możliwość stworzenia produkcji bezodpadowej. Dobrym przykładem są pod tym względem poszczególne kraje Europy Zachodniej.

Przykładowo w Danii produkcja tego rodzaju paliwa osiągnęła niemal 20% całkowitych zasobów energii kraju. W dużych regionach świata – Indiach i Chinach – liczba biogazowni sięga setek tysięcy.

Potężne instalacje przemysłowe do produkcji biopaliw. Takie konstrukcje są w stanie w pełni zaopatrzyć w biopaliwo duże obiekty rolnicze. Na całym świecie istnieje ogromna liczba podobnych systemów. A wzrost ilościowy trwa aktywnie

Nie bez powodu na całym świecie obserwuje się znaczny wzrost zainteresowania procesami produkcji biogazu.

Jest to jedna z tych opcji energetycznych, które zaliczane są do źródeł alternatywnych i dla których widzą przyszłość, dlatego rolnicy oraz zarządcy mieszkalnictwa i usług komunalnych, właściciele prywatnych gospodarstw rolnych i małych przedsiębiorstw bacznie obserwują rozwój technologii.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Recenzja jednostki do produkcji biogazu, do produkcji której wykorzystano zbiornik plastikowy o pojemności 127 litrów. Cechy urządzenia i wskazówki dotyczące obsługi.

Szczególne zainteresowanie wykorzystaniem instalacji przejawia się wśród właścicieli sfery restauracyjnej i gastronomicznej, gdzie temat przetwarzania odpadów spożywczych pozostaje aktualny. Na tej podstawie istnieje dobra szansa na stworzenie taniego recyklingu odpadów organicznych z korzyścią dla gospodarstw rolnych. Wreszcie technologia produkcji biopaliw oznacza realną ochronę środowiska, czego nie można powiedzieć o produkcji innych napojów energetycznych.

Interesuje Cię produkcja biopaliw i chcesz wyjaśnić pewne kwestie? Zadawaj kontrowersyjne pytania w komentarzach - nasi eksperci postarają się wyjaśnić takie kwestie.

A może znasz z pierwszej ręki budowę bioreaktora i proces produkcji biogazu? Podziel się swoją praktyczną wiedzą i opinią na ten temat w naszym artykule - Twoimi doświadczeniami i rekomendacjami zainteresuje się wielu biznesmenów.