Com fer biocombustible amb les vostres pròpies mans amb fems a casa
Les tecnologies modernes per processar tot tipus de matèries primeres obren la possibilitat de resoldre amb èxit el problema d'obtenir biocombustibles a partir de fems directament a casa. A més, fent biocombustible amb les vostres pròpies mans a casa gràcies als nous principis de processament de residus, podeu produir simultàniament fertilitzants per a cultius agrícoles.
Què es necessita per a això i com fer correctament un bioreactor? Considerarem aquests problemes amb detall al nostre article. Donarem recomanacions per triar les millors matèries primeres per produir biogàs i analitzarem les característiques de l'ús del combustible resultant per a les necessitats domèstiques.
Per descomptat, la manera més senzilla és comprar plantes industrials ja fetes. Tanmateix, el seu alt cost ens obliga a plantejar-nos opcions per fer nosaltres mateixos sistemes de producció.
El contingut de l'article:
Breument sobre la definició de biogàs
Segons les definicions científiques, el biogàs és un producte obtingut com a resultat del procés de fermentació d'una massa de residus biològics. En aquest cas, el producte de fermentació és metà o hidrogen.
La formació de metà (o hidrogen) es produeix com a resultat de l'activitat vital de tres tipus de bacteris:
- hidrolític;
- formant àcid;
- formant metà.
Es considera que un producte de fermentació d'alta qualitat és la composició d'una mescla de gasos, el contingut de la qual es distribueix en una proporció: 50-85% metà, 15-50% diòxid de carboni i menys del 5% de sulfur d'hidrogen.
Aquesta mescla de gas es fa passar per filtres per eliminar la presència de CO2 i H2S, després del qual queda metà biològic pur. Aquest gas no és diferent del gas natural utilitzat en aplicacions domèstiques i industrials.
Les matèries primeres per a l'obtenció d'una mescla biològica de gasos d'alta qualitat solen ser:
- fems i excrements d'ocells;
- residus de producció d'alcohol (destil·lació);
- producció de cervesa excedent (gras de cervesa);
- matèria fecal i residus de peix;
- polpa de remolatxa, residus domèstics, herba, etc.
Aquesta és només una part de totes les matèries primeres permeses per al seu ús. Però fins i tot aquesta llista mostra com de diversa és la llista de matèries primeres per poder establir la producció de biogàs de manera continuada.
El rendiment volumètric de la mescla de gasos depèn directament del tipus de matèries primeres utilitzades i del contingut de substàncies seques. Per tant, si utilitzeu fems de bestiar en els negocis, en realitat podeu obtenir 50-60 m d'una tona de fems.3 biocombustibles, que conté fins a un 60% de metà.
Es creu que les millors matèries primeres són els residus amb un alt contingut en greix. El processament d'una tona de residus de greix mitjançant una planta clàssica de producció de biocombustibles pot produir fins a 1300 m33 mescla de gasos, on el contingut de metà arriba al 90%.
Com fer un mòdul d'agricultura de transformació?
Per tal de convertir un sistema de processament de residus en biocombustible, com a mínim, cal conèixer el principi de funcionament d'aquests dispositius, així com tenir una comprensió dels circuits.
Considerem tots dos, però cal tenir en compte: la construcció d'una instal·lació completa és bastant problemàtica i costosa. A casa, per regla general, només podeu fer alguna cosa semblant a les estacions de reciclatge. Tanmateix, alguns intents tenen èxit.
El principi de funcionament de la bioinstal·lació
La tecnologia de producció de biocombustibles generalment admet el següent enfocament de sistemes:
- El bioreactor (contenidor) es carrega amb fem.
- Durant un temps determinat, a l'interior del reactor té lloc un procés de fermentació.
- Es forma un ambient gasós.
- S'estan retirant gasos del reactor.
- La mescla de gas es purifica i s'envia per utilitzar-la com a combustible.
La composició de la barreja de gasos resultant es caracteritza per una saturació bastant alta de diverses substàncies. El component percentual més gran és el metà (60%), el diòxid de carboni (35%) i altres substàncies, inclòs el sulfur d'hidrogen (5%).
Mentrestant, per al funcionament efectiu d'una estació de formació de gas de producció domèstica, es necessiten reserves importants de residus de representants del món animal.
Per tant, el primer que cal prestar atenció per resoldre el problema d'obtenir biocombustible a casa (país) és la disponibilitat de fonts de matèries primeres per a la planta de processament.
Fer un bioreactor amb les teves pròpies mans
Després d'haver decidit les fonts de matèries primeres, a continuació, heu de decidir la ubicació del bioreactor domèstic (o del país). El reactor en si és un recipient segellat, força durador, amb un volum basat en la ingesta diària de matèries primeres de fem per al seu processament (com a referència: per obtenir 100 m3 la mescla de gas requereix aproximadament 1 tona de fem).
Taula de relació entre el tipus de fem i la quantitat de biogàs produït
Aquest contenidor s'haurà d'instal·lar sobre una base sòlida, equipada amb vàlvules de tancament i altra parafernàlia tècnica segons l'esquema clàssic. S'aconsella fer desmuntable la part superior del recipient, amb tancaments de cargol i una junta de segellat.
Per garantir la continuïtat del cicle, el dipòsit d'emmagatzematge ha d'estar equipat amb un mòdul de calefacció artificial. Si a l'estiu l'eficiència de la fermentació del fem i la velocitat de formació de gas estan totalment assegurades per les condicions de temperatura externa, a l'hivern la situació canvia.
Per al funcionament hivernal del bioreactor, cal un escalfament artificial, donat el cessament de l'activitat dels bacteris de fermentació ja a 4-10 ° C per sobre de zero. En conseqüència, el contenidor ha de tenir un aïllament tèrmic d'alta qualitat. El mètode clàssic d'aïllament amb llana mineral és adequat per a això.
Hi ha diverses opcions per organitzar la calefacció. Per exemple, l'ús d'escalfadors elèctrics o un sistema de calefacció d'aigua (jaqueta d'aigua).
La potència del circuit de calefacció s'ha de calcular en funció de la temperatura òptima a l'interior del reactor de 25-40 ° C, necessària per aconseguir un procés de fermentació de biomassa eficaç.
A més dels escalfadors, l'activitat de fermentació de la biomassa està influenciada pel grau d'estancament. Bàsicament, dins del dipòsit, el material de fem ha d'estar en moviment constant. El moviment de la biomassa millora el procés de fermentació i redueix el temps d'obtenció del component gasós.
El problema d'organitzar el moviment es resol mitjançant la introducció d'un agitador mecànic especial en el disseny del bioreactor. L'eix d'aquest dispositiu està connectat a l'eix d'un motor de baixa velocitat, que realitza l'acció de rotació. L'activació i desactivació del procés de mescla es pot fer manualment o automàticament.
Tenim un altre article al nostre lloc web que ofereix instruccions d'instal · lació per obtenir biogàs per a les necessitats d'un habitatge particular.
Procés de producció de biogàs i fertilitzants
El disseny del sistema de producció de biocombustible a casa implica tecnològicament carregar el recipient amb fems fins a aproximadament 1/3 de la seva capacitat. Per carregar fems es fa una escotilla de càrrega amb una porta tancada hermèticament. La zona superior lliure restant del bioreactor s'utilitza per a l'acumulació de gasos alliberats.
Els forats de sortida s'han de fer als nivells superior i inferior de l'embarcació. A la part superior hi ha una sortida de gas, a la part inferior hi ha una sortida per drenar els fems tractats (adobs). També s'aconsella muntar una finestra d'observació a la zona de la zona superior del vaixell per controlar el procés.
La canonada per a la descàrrega de la mescla de gas està connectada per una canonada segellada a un dispositiu que fa simultàniament les funcions de separador i segell d'aigua. Per a la comunicació, s'utilitza una canonada (metall o polietilè) de petit diàmetre (25-32 mm).
El separador en si és un recipient de capacitat relativament petita ple d'aigua. El gas que passa per la columna d'aigua es purifica i s'aboca suport de gas i després servia als consumidors.
S'aconsella fer que la canonada inferior del reactor (per a la sortida de fems residuals - fangs) sigui el més gran de diàmetre possible. S'hi connecta una vàlvula de tancament (vàlvula) i es fa un desguàs a un dipòsit per recollir els fangs. La massa gastada a la granja es pot utilitzar amb èxit com a fertilitzant.
Hem revisat informació detallada sobre la determinació del volum necessari del contenidor, així com sobre el càlcul de l'eficiència del bioreactor i la viabilitat d'utilitzar biogàs en següent article.
Quina ha de ser la composició de la massa de fems?
La massa de fem carregada al bioreactor no s'ha de considerar simplement com una matèria primera adequada en qualsevol qualitat. El component de la substància és de fonamental importància per al procés de fermentació. A la pràctica, s'ha observat que una reducció de les partícules del substrat va acompanyada d'una millor eficiència del procés.
La fibrositat pronunciada del substrat i l'augment de l'àrea d'interacció dels bacteris són els principals criteris que contribueixen a la ràpida descomposició de la massa de fem. En aquest estat, la matèria primera del fem, quan s'escalfa i es barreja, no forma sediments ni pel·lícula a la superfície, la qual cosa simplifica molt la filtració de la mescla de gasos.
El grau de mòlta de la matèria primera determina la durada de la fermentació, que al seu torn afecta el volum de gas produït. Així, per reduir el temps de fermentació, cal triturar bé les matèries primeres: com millor sigui la qualitat de la mòlta, més curt serà el període de fermentació.
Característiques de l'ús del biogàs per a les necessitats domèstiques
L'àmbit d'aplicació d'aquest tipus de recurs energètic és força ampli. Mitjançant l'ús del biogàs com a combustible, es produeix electricitat, aigua calenta o vapor. Hi ha nombrosos exemples de la pràctica on el biocombustible s'utilitza per alimentar els vehicles.
Però per evitar problemes a la granja quan s'utilitza aquest combustible, és extremadament important organitzar una instal·lació d'emmagatzematge per al biogàs resultant, assignant el lloc adequat per al dipòsit de gasolina Ubicació activada.
Les plantes de biogàs d'aquest tipus són equips que obren la possibilitat de crear una producció sense residus. En aquest sentit, els països d'Europa occidental en són un bon exemple.
Per exemple, a Dinamarca, la producció d'aquest tipus de combustible ha arribat a gairebé el 20% dels recursos energètics totals del país. A grans regions del món, l'Índia i la Xina, el nombre de plantes de biogàs arriba als centenars de milers.
No és en va que hi hagi hagut un augment significatiu de l'interès arreu del món pels processos de producció de biogàs.
Aquesta és una d'aquelles opcions energètiques que es classifica com a font alternativa i per a la qual veuen el futur, per la qual cosa agricultors i gestors d'habitatge i serveis comunals, propietaris d'explotacions privades i petites empreses segueixen de prop l'evolució de la tecnologia.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Revisió d'una unitat per a la producció de biogàs, en la fabricació de la qual s'utilitza un dipòsit de plàstic de 127 litres. Característiques del dispositiu i consells de funcionament.
De particular interès en l'ús de les instal·lacions es manifesta entre els propietaris de l'àmbit de la restauració i la gastronomia, on el tema del processament de residus alimentaris continua sent rellevant. Sobre aquesta base hi ha una bona oportunitat per crear un reciclatge barat de residus orgànics en benefici de les granges. Finalment, la tecnologia de producció de biocombustibles suposa una conservació real del medi ambient, cosa que no es pot dir de la producció d'altres begudes energètiques.
T'interessa la producció de biocombustibles i vols aclarir alguns punts? Feu preguntes controvertides als comentaris: els nostres experts intentaran aclarir aquests punts.
O potser coneixeu de primera mà la fabricació d'un bioreactor i el procés de producció de biogàs? Compartiu els vostres coneixements pràctics i la vostra opinió sobre aquest tema al nostre article: molts executius empresarials estaran interessats en la vostra experiència i recomanacions.
Estic d'acord que això és molt car i requereix molta mà d'obra. Tanmateix, una vegada vaig veure un programa a Discovery que parlava de l'èxit d'aquests dispositius a les granges de Suècia. Però fins ara, al meu entendre, a Rússia és problemàtic i poc rendible. Perquè el preu de l'energia és bastant baix i l'eficàcia d'aquests dispositius en relació amb els costos és qüestionable. Crec que de moment això seria adequat per als agricultors casolans de les regions de difícil accés (en particular, a les zones pantanses), on no hi ha gasoducte, electricitat, etc., i després s'han d'aportar matèries primeres d'alguna manera. Però la idea val la pena.
Poc beneficiós per a petites parcel·les de jardí amb petits volums de fem.Per a grans complexos amb centenars de tones, això pot tenir sentit, però no veuen cap raó per fer res si ja funciona.
Si el gas és inodor, com es pot determinar la fuita?
El biocombustible com a alternativa al gas natural s'ha utilitzat durant molt de temps en diversos països a escala industrial. Estem fent tímids intents per desenvolupar la producció i l'explotació de plantes de bioenergia. Els nostres artesans populars, com sempre, per davant de la indústria pesada (en augment), ja els estan reblant amb força.
La productivitat de les instal·lacions casolanes és baixa, però són adequades per als agricultors. En una granja, el gas resultant, per exemple, s'utilitzarà per escalfar a l'hivern, escalfar aigua i preparar pinsos. I una dutxa per a la gent és el somni d'una lletera.
Al meu parer és beneficiós. És possible no només fems, sinó fulles, herba, fenc, males herbes, residus de cuina i residus humans, en comptes de tancaments a la BSU i la sortida és fertilitzant i gas. Si s'instal·la una unitat de biogàs a l'hivernacle, el diòxid de carboni també serà útil. A més, per què construir-hi aerogeneradors i plaques solars i bateries no rendibles... Quan compreu un generador, tindreu l'electricitat i el gas com a subproducte i un bon fertilitzant. És més rendible que portar canonades a pobles petits.
Curiosament, ningú ha provat d'utilitzar l'alga com a matèria primera, en comptes de l'ensilat de blat de moro...
Per ajudar a la creació d'aquestes instal·lacions, es pot utilitzar el sistema d'edificació TERMOMONOLIT, i una COBERTA TERMOGENERACIÓ feta amb panells TERMOMONOLIT pot servir com a calefacció per al reactor, aigua i calefacció de qualsevol mida de la casa. El gas s'ha d'utilitzar per a la finalitat prevista: estufes, avituallament de cotxes i electricitat.En aquesta disposició, el gas es produirà una mica més del normal i la temperatura del reactor es pot ajustar automàticament durant tot l'any.