Ako vyrobiť biopalivo vlastnými rukami z hnoja doma

Moderné technológie na spracovanie všetkých druhov surovín otvárajú perspektívu úspešného riešenia problému získavania biopalív z hnoja priamo doma. Navyše, výrobou biopaliva vlastnými rukami doma vďaka novým princípom spracovania odpadu môžete súčasne vyrábať hnojivá pre poľnohospodárske plodiny.

Čo je na to potrebné a ako správne vyrobiť bioreaktor - tieto otázky podrobne zvážime v našom článku. Poskytneme odporúčania pre výber najlepších surovín na výrobu bioplynu a analyzujeme vlastnosti použitia výsledného paliva pre potreby domácnosti.

Samozrejme, najjednoduchším spôsobom je nákup hotových priemyselných zariadení. Ich vysoká cena nás však núti zvažovať možnosti výroby výrobných systémov sami.

Stručne o definícii bioplynu

Podľa vedeckých definícií je bioplyn produktom získaným ako výsledok fermentačného procesu masy biologického odpadu. V tomto prípade je produktom fermentácie metán alebo vodík.

K tvorbe metánu (alebo vodíka) dochádza v dôsledku životnej aktivity troch typov baktérií:

• hydrolytický;
• kyselinotvorný;
• tvoriaci sa metán.

Za kvalitný fermentačný produkt sa považuje zloženie plynnej zmesi, ktorej obsahy sú rozdelené v pomere: 50 – 85 % metánu, 15 – 50 % oxidu uhličitého a menej ako 5 % sírovodíka.

Zhruba takto vyzerá bloková schéma výroby alternatívnej energie. V tomto prípade sa využívajú tradičné domáce zdroje surovín, ktoré sú vhodné na výrobu alternatívnej energie – biopalív

Táto zmes plynov prechádza cez filtre, aby sa odstránila prítomnosť CO² a H²S, po ktorom zostáva čistý biologický metán. Takýto plyn sa nelíši od zemného plynu používaného v domácich a priemyselných aplikáciách.

Suroviny na získanie vysoko kvalitnej biologickej zmesi plynov sú zvyčajne:

• hnoj a vtáčí trus;
• odpad z výroby alkoholu (ustajnenie);
• nadbytočná výroba piva (pivné zrná);
• výkaly a odpad z rýb;
• repné rezky, domový odpad, tráva a pod.

Toto je len časť všetkých surovín povolených na použitie. Ale aj tento zoznam ukazuje, aký rôznorodý je zoznam surovín, aby bolo možné zaviesť výrobu bioplynu priebežne.

Závod na výrobu biopalív prispôsobený potrebám jednej z mnohých existujúcich fariem. Stanica je objemovo malá, ale plne vyhovuje potrebám súkromného hospodárenia

Objemový výťažok plynnej zmesi priamo závisí od druhu použitých surovín a obsahu sušiny v nej. Ak teda v podnikaní použijete maštaľný hnoj, z jednej tony hnoja môžete v skutočnosti získať 50 – 60 m³ biopalivá, obsahujúci až 60 % metánu.

Predpokladá sa, že najlepšími surovinami sú odpady s vysokým obsahom tuku. Spracovaním jednej tony tukového odpadu cez klasický závod na výrobu biopalív možno vyprodukovať až 1300 m3³ plynnej zmesi, kde obsah metánu dosahuje 90 %.

Ako vytvoriť modul spracovateľského poľnohospodárstva?

Ak chcete vytvoriť systém na spracovanie odpadu na biopalivo, musíte si byť vedomí princípu fungovania takýchto zariadení a tiež rozumieť obvodom.

Schéma inštalácie bioreaktora: 1 – bioreaktor; 2 – miešadlo; 3 – ohrievač; 4 – čerpadlo; 5 – filtračný prvok; 6 – plynový kompresor; 7 – plynová nádrž; 8 – zberač hnoja; 9 – výdatnosť hnojív (kal); 10 – ovládací panel vykurovania

Zvážme oboje, ale treba poznamenať: výstavba plnohodnotnej inštalácie je dosť problematická a nákladná. Doma si spravidla môžete vyrobiť len niečo podobné ako na recyklačných staniciach. Niektoré pokusy sú však úspešné.

Princíp fungovania bioinštalácie

Technológia výroby biopalív vo všeobecnosti podporuje nasledujúci systémový prístup:

1. Bioreaktor (kontajner) je naložený hnojom.
2. Určitý čas vo vnútri reaktora prebieha fermentačný proces.
3. Vytvára sa plynné prostredie.
4. Z reaktora sa odstraňujú plyny.
5. Zmes plynov sa vyčistí a odošle na použitie ako palivo.

Zloženie výslednej zmesi plynov sa vyznačuje pomerne vysokou saturáciou rôznych látok. Najväčšiu percentuálnu zložku tvorí metán (60 %), oxid uhličitý (35 %) a ďalšie látky vrátane sírovodíka (5 %).

Takto vyzerá diagram distribúcie zmesového plynu: 1 – obsah metánu je asi 63-65 %; 2 – obsah oxidu uhličitého asi 30-33 %; 3 – obsah sírovodíka približne 2 %; 4 – obsah amoniaku asi 1 %; 5 – obsah vodíka asi 1%

Medzitým sú na efektívnu prevádzku plynotvornej stanice domácej výroby potrebné značné zásoby odpadu od predstaviteľov živočíšneho sveta.

Preto prvá vec, ktorú by ste mali venovať pozornosť pri riešení problému získavania biopaliva doma (krajina), je dostupnosť zdrojov surovín pre spracovateľský závod.

Výroba bioreaktora vlastnými rukami

Po rozhodnutí o zdrojoch surovín sa musíte rozhodnúť o umiestnení domáceho (alebo krajinského) bioreaktora. Samotný reaktor je uzavretá nádoba, pomerne odolná, s objemom založeným na dennom príjme surovín hnoja na spracovanie (pre referenciu: získať 100 m³ plynná zmes vyžaduje približne 1 tonu hnoja).

Tabuľka vzťahu medzi druhom hnoja a množstvom vyprodukovaného bioplynu

Tabuľka znázorňujúca účinnosť konkrétneho druhu biologického odpadu z hľadiska objemu vyprodukovaného plynu. Ako vidno z tabuľky, najúčinnejší je prasací hnoj, ktorý dokáže vyprodukovať najväčšie množstvo biopaliva

Takýto kontajner bude musieť byť inštalovaný na pevnom základe, vybavený uzatváracími ventilmi a iným technickým vybavením podľa klasickej schémy. Odporúča sa, aby bola horná časť nádoby odnímateľná, so skrutkovými uzávermi a tesniacim tesnením.

Na zabezpečenie kontinuity cyklu musí byť zásobník vybavený modulom umelého ohrevu. Ak je v lete účinnosť fermentácie hnoja a rýchlosť tvorby plynov plne zabezpečená vonkajšími teplotnými podmienkami, v zime sa situácia mení.

Pre zimnú prevádzku bioreaktora je potrebné umelé vykurovanie, vzhľadom na zastavenie činnosti fermentačných baktérií už pri 4-10 °C nad nulou. V súlade s tým musí mať nádoba kvalitnú tepelnú izoláciu. Na to je vhodný klasický spôsob zateplenia minerálnou vlnou.

Dobrý príklad izolácie bioreaktora pre jeho zimnú prevádzku. Ako izolačný materiál bola použitá minerálna vlna. Vrchná vrstva vaty je pokrytá fóliovým materiálom

Existuje niekoľko možností na organizáciu vykurovania. Napríklad použitie elektrických ohrievačov alebo systému ohrevu vody (vodný plášť).

Výkon vykurovacieho okruhu by sa mal vypočítať na základe optimálnej teploty vo vnútri reaktora 25-40 °C, ktorá je potrebná na dosiahnutie efektívneho procesu fermentácie biomasy.

Okrem ohrievačov je fermentačná činnosť biomasy ovplyvnená stupňom jej stagnácie. Hnojový materiál musí byť vo vnútri nádrže v podstate neustále v pohybe. Pohyb biomasy podporuje fermentačný proces a skracuje čas na získanie plynnej zložky.

Možnosť letného zariadenia na spracovanie hnoja a výrobu biopaliva. V tomto prípade sa ohrev uskutočňuje vo forme betónového vodného kúpeľa, do ktorého je ponorená nádrž reaktora. Túto inštaláciu však nemožno použiť v zime.

Problém organizácie pohybu je vyriešený zavedením špeciálneho mechanického miešadla do konštrukcie bioreaktora. Hriadeľ tohto zariadenia je spojený s hriadeľom pomalobežného motora, ktorý vykonáva rotáciu. Zapnutie a vypnutie procesu miešania je možné vykonať manuálne alebo automaticky.

Na našej webovej stránke máme ďalší článok, ktorý poskytuje pokyny na inštaláciu získavať bioplyn pre potreby súkromného domu.

Proces výroby bioplynu a hnojív

Konštrukcia systému na domácu výrobu biopaliva technologicky zahŕňa naloženie nádoby hnojom do približne 1/3 kapacity. Na nakladanie hnoja sa vyrába nakladací poklop s hermeticky uzavretými dverami. Zostávajúca voľná horná plocha bioreaktora sa využíva na akumuláciu uvoľnených plynov.

Podomácky vyrobený miniatúrny bioreaktor vyrobený na báze obyčajného 200-litrového suda. V zásade je na uspokojenie skromných potrieb biologického paliva celkom vhodný na použitie v súkromných domácnostiach. Ide o rovnaký dizajn, ktorý možno v skutočnosti vyrobiť doma na výrobu biopaliva

Výstupné otvory musia byť vytvorené na hornej a dolnej úrovni nádoby. V hornej časti je vývod plynu, v spodnej časti vývod na odvádzanie upraveného hnoja (hnojiva). Odporúča sa tiež namontovať pozorovacie okno v oblasti hornej časti nádoby na monitorovanie procesu.

Potrubie na vypúšťanie plynnej zmesi je spojené utesneným potrubím so zariadením, ktoré súčasne vykonáva funkcie odlučovača a vodného uzáveru. Na komunikáciu sa používa rúrka (kovová alebo polyetylénová) s malým priemerom (25-32 mm).

Samotný separátor je nádoba s relatívne malou kapacitou naplnená vodou. Plyn prechádzajúci cez vodný stĺpec sa čistí a vypúšťa sa do držiak plynu a potom slúžil spotrebiteľom.

Príklad konštrukcie dvojstupňového separátora - hydraulický ventil na privádzanie plynnej zmesi prichádzajúcej z bioreaktora. Táto možnosť filtrácie vám umožňuje získať vysokokvalitný čistený produkt.

Spodné potrubie na reaktore (na výstup odpadového hnoja - kalu) je vhodné urobiť čo najväčší priemer. Na ňu je napojený uzatvárací ventil (ventil) a do nádrže na zachytávanie kalu je urobený odtok. Spotrebovanú hmotu na farme možno úspešne použiť ako hnojivo.

Prezreli sme si podrobné informácie o stanovení požadovaného objemu nádoby, ako aj o výpočte účinnosti bioreaktora a realizovateľnosti využitia bioplynu v ďalší článok.

Aké by malo byť zloženie hnojovej hmoty?

Hnojivo naložené do bioreaktora by sa nemalo považovať len za surovinu vhodnú v akejkoľvek kvalite. Zložka látky má zásadný význam pre proces fermentácie. V praxi sa zistilo, že zníženie častíc substrátu je sprevádzané lepšou účinnosťou procesu.

Výrazná vláknitosť substrátu a zväčšenie oblasti interakcie baktérií sú hlavnými kritériami, ktoré prispievajú k rýchlemu rozkladu hmoty hnoja. V tomto stave hnojová surovina po zahriatí a zmiešaní nevytvára na povrchu sediment ani film, čo značne zjednodušuje filtráciu plynnej zmesi.

Príprava hnojovej hmoty na naloženie do reaktora. Tomuto postupu sa nevenuje menšia pozornosť ako všetkému ostatnému, ak existuje túžba získať značné množstvo biopaliva v krátkom časovom období.

Stupeň mletia suroviny určuje dobu trvania fermentácie, ktorá následne ovplyvňuje objem vyprodukovaného plynu. Aby sa skrátila doba fermentácie, je potrebné suroviny dobre pomlieť: čím lepšia kvalita mletia, tým kratšia doba fermentácie.

Vlastnosti využitia bioplynu pre potreby domácnosti

Rozsah použitia tohto typu zdroja energie je pomerne rozsiahly. Využitím bioplynu ako paliva sa vyrába elektrická energia, horúca voda alebo para. Existuje množstvo príkladov z praxe, keď sa biopalivo používa na pohon vozidiel.

Aby sa však predišlo problémom na farme pri používaní takéhoto paliva, je mimoriadne dôležité zariadiť skladovacie zariadenie pre výsledný bioplyn a prideľovať správne miesto pre plynovú nádrž Poloha zapnutá.

Bioplynové stanice tohto typu sú zariadenia, ktoré otvárajú možnosť tvorby bezodpadovej výroby. V tomto smere sú dobrým príkladom jednotlivé krajiny západnej Európy.

Napríklad v Dánsku výroba tohto typu paliva dosiahla takmer 20 % celkových energetických zdrojov krajiny. Vo veľkých regiónoch sveta – v Indii a Číne – sa počet zariadení na výrobu bioplynu pohybuje v stovkách tisíc.

Výkonné priemyselné zariadenia na výrobu biopalív. Takéto štruktúry sú schopné plne zásobovať veľké poľnohospodárske stavby biopalivami. Vo svete sa používa obrovské množstvo podobných systémov. A kvantitatívny rast aktívne pokračuje

Nie nadarmo sa vo svete výrazne zvýšil záujem o procesy výroby bioplynu.

Ide o jednu z tých možností energie, ktorá je klasifikovaná ako alternatívny zdroj a v ktorej vidia budúcnosť, takže farmári a manažéri bytov a komunálnych služieb, majitelia súkromných fariem a malých podnikov pozorne sledujú vývoj technológií.

Závery a užitočné video na túto tému

Recenzia jednotky na výrobu bioplynu, pri výrobe ktorej sa používa 127 litrová plastová nádrž. Vlastnosti zariadenia a tipy na obsluhu.

Mimoriadny záujem o využitie zariadení sa prejavuje medzi majiteľmi reštauračnej a gastronomickej sféry, kde téma spracovania potravinového odpadu zostáva aktuálna. Na tomto základe existuje dobrá príležitosť na vytvorenie lacnej recyklácie organického odpadu v prospech fariem. Napokon, technológia výroby biopalív znamená skutočnú ochranu životného prostredia, čo sa nedá povedať o výrobe iných energetických nápojov.

Zaujíma vás výroba biopalív a chcete si ujasniť niektoré body? V komentároch položte kontroverzné otázky - naši odborníci sa pokúsia objasniť takéto body.

Alebo možno poznáte výrobu bioreaktora a proces výroby bioplynu z prvej ruky? Podeľte sa o svoje praktické poznatky a svoj názor na túto problematiku pod naším článkom – mnoho manažérov firiem bude zaujímať vaše skúsenosti a odporúčania.