Come produrre biocarburante con le tue mani dal letame di casa

Le moderne tecnologie per la lavorazione di tutti i tipi di materie prime aprono la prospettiva di risolvere con successo il problema di ottenere biocarburanti dal letame direttamente a casa. Inoltre, producendo biocarburante con le tue mani a casa grazie ai nuovi principi di trattamento dei rifiuti, puoi produrre simultaneamente fertilizzanti per piantagioni agricole.

E ciò che è necessario per questo e come realizzare correttamente un bioreattore - considereremo questi problemi in dettaglio nel nostro articolo. Daremo raccomandazioni sulla scelta delle migliori materie prime per la produzione di biogas, analizzeremo le caratteristiche dell'uso del combustibile risultante per le esigenze domestiche.

Naturalmente, il modo più semplice è acquistare impianti industriali già pronti. Tuttavia, il loro costo elevato li porta a considerare le opzioni per la produzione di sistemi di produzione con le proprie mani.

Brevemente sulla definizione di biogas

Secondo definizioni scientifiche, il biogas è un prodotto ottenuto a seguito del processo di fermentazione di una massa di rifiuti biologici. In questo caso, il prodotto della fermentazione è metano o idrogeno.

La formazione di metano (o idrogeno) si verifica a seguito dell'attività di tre tipi di batteri:

• idrolisi;
• formatura acida;
• formando metano.

La qualità del prodotto di fermentazione è la composizione della miscela gassosa, i cui contenuti sono distribuiti nel rapporto: 50-85% di metano, 15-50% di anidride carbonica e meno del 5% di idrogeno solforato.

Il diagramma strutturale della produzione di energia alternativa è simile a questo. Allo stesso tempo, le fonti di materie prime, tradizionali per la vita di tutti i giorni, vengono utilizzate con successo e sono adatte per ottenere energia alternativa - biocarburanti

Questa miscela di gas viene fatta passare attraverso i filtri per rimuovere la CO.² e H.²S, dopo di che rimane metano biologico puro. Tale gas non è diverso dal gas naturale utilizzato nei settori domestico e industriale.

Le materie prime per ottenere una miscela di gas biologico di alta qualità sono di solito:

• letame e escrementi di uccelli;
• rifiuti di produzione di alcol (bardo);
• industrie della birra in eccedenza (chicchi di birra);
• massa fecale e scarti di pesce;
• polpa di barbabietola, rifiuti domestici, erba e altro ancora.

Questa è solo una parte di tutte le materie prime accettabili per l'uso. Ma anche questo elenco mostra: quanto è diverso l'elenco delle materie prime per poter stabilire la produzione di biogas su base continuativa.

Un'unità di produzione di biocarburanti prodotta per le esigenze di una delle tante aziende agricole esistenti. Una piccola stazione, ma soddisfa pienamente le esigenze di una fattoria privata

Gli indicatori volumetrici dell'uscita della miscela di gas dipendono direttamente dal tipo di materie prime utilizzate e dal contenuto di sostanza secca in essa. Quindi, se applichiamo il letame di bestiame, possiamo effettivamente ottenere 50-60 m da una tonnellata di letame³ biocarburanticontenente fino al 60% di metano.

Si ritiene che le migliori materie prime siano rifiuti con un alto contenuto di grassi. L'elaborazione di una tonnellata di rifiuti grassi attraverso un classico impianto di biocarburanti può produrre fino a 1300 m³ miscela di gas, dove il contenuto di metano raggiunge il 90%.

Come creare un modulo farm di elaborazione?

Al fine di realizzare un sistema per il trattamento dei rifiuti in biocarburanti, almeno è necessario essere consapevoli del principio di funzionamento di tali dispositivi, nonché avere un'idea dei circuiti.

Schema dell'installazione del bioreattore: 1 - bioreattore; 2 - miscelatore; 3 - riscaldatore; 4 - pompa; 5 - elemento filtrante; 6 - compressore gas; 7 - supporto del gas; 8 - una raccolta di letame; 9 - produzione di fertilizzanti (fanghi); 10 - pannello di controllo del riscaldamento

Considera entrambi, ma va notato: la costruzione di un'installazione a pieno titolo è un'attività piuttosto problematica e costosa. A casa, di regola, può essere fatto solo qualcosa di simile alle stazioni di elaborazione. Tuttavia, alcuni tentativi hanno esito positivo.

Il principio della biostazione

La tecnologia di produzione di biocarburanti, di norma, supporta il seguente approccio sistematico:

1. Il bioreattore (serbatoio) è carico di letame.
2. Durante un certo tempo, all'interno del reattore si svolge un processo di fermentazione.
3. Si forma un mezzo gassoso.
4. L'uscita di gas dal reattore.
5. La miscela di gas viene pulita e inviata come combustibile.

La composizione della miscela di gas risultante è caratterizzata da una saturazione sufficientemente elevata con varie sostanze. Soprattutto nella componente percentuale è il metano (60%), l'anidride carbonica (35%) e altre sostanze, incluso l'idrogeno solforato (5%).

Ecco come appare il diagramma di distribuzione del gas della miscela: 1 - contenuto di metano di circa il 63-65%; 2 - contenuto di anidride carbonica di circa il 30-33%; 3 - un contenuto di idrogeno solforato di circa il 2%; 4 - contenuto di ammoniaca di circa l'1%; 5 - contenuto di idrogeno di circa l'1%

Nel frattempo, per l'effettivo funzionamento della stazione di produzione di gas della produzione domestica, sono necessarie importanti riserve di rifiuti animali.

Pertanto, la prima cosa a cui prestare attenzione quando si risolve il problema di ottenere biocarburanti in condizioni domestiche (cottage) è la disponibilità di fonti di materie prime per l'impianto di trasformazione.

Produzione di bioreattori fai-da-te

Dopo aver deciso le fonti di materie prime, è necessario determinare la posizione del bioreattore di casa (o del paese). Il reattore stesso è un recipiente sigillato, abbastanza forte, con un volume basato sulla fornitura giornaliera di letame per la lavorazione (per riferimento: ottenere 100 m³ la miscela di gas richiede circa 1 tonnellata di letame).

Tabella del rapporto tra il tipo di letame e la quantità di biogas prodotta

Una tabella che mostra l'efficacia di un particolare tipo di rifiuto biologico in termini di volume di gas prodotto. Come si può vedere dalla tabella, il più efficace è il letame di maiale, che può produrre la più grande quantità di biocarburante

Tale contenitore dovrà essere installato su una base solida, dotata di valvole di intercettazione e altri attributi tecnici secondo lo schema classico. La parte superiore della nave è preferibilmente rimovibile, con elementi di fissaggio a bullone e una guarnizione.

Per garantire la continuità del ciclo, il serbatoio di accumulo deve essere dotato di un modulo di riscaldamento artificiale. Se durante il periodo estivo l'efficienza della fermentazione del letame e il tasso di produzione di gas sono completamente garantiti dalle condizioni di temperatura esterna, in inverno la situazione cambia.

Per il funzionamento invernale del bioreattore, il riscaldamento artificiale è sicuramente necessario, data la cessazione dell'attività dei batteri della fermentazione già a 4-10 ° C sopra lo zero. Di conseguenza, il serbatoio deve avere un isolamento termico ben fatto. Per questo, il metodo classico di isolamento con lana minerale è adatto.

Un buon esempio di isolamento di un bioreattore per il suo funzionamento invernale. La lana minerale veniva usata qui come materiale isolante. Lo strato superiore di cotone è ricoperto di materiale in alluminio.

Esistono diverse opzioni per l'organizzazione del riscaldamento. Ad esempio, l'uso di riscaldatori elettrici o di un sistema di riscaldamento su un refrigerante d'acqua (camicia d'acqua).

La potenza del circuito di riscaldamento dovrebbe essere calcolata sulla base della norma di temperatura ottimale all'interno del reattore di 25-40 ° C, necessaria per ottenere un efficace processo di fermentazione della biomassa.

Oltre ai riscaldatori, il grado di ristagno influisce anche sull'attività della fermentazione della biomassa. Infatti, all'interno del serbatoio, il letame deve essere sempre in movimento. Il movimento della biomassa migliora il processo di fermentazione e riduce i tempi per ottenere il componente gassoso.

Variante di una pianta estiva per la lavorazione di letame e biocarburanti. In questo caso, il riscaldamento è realizzato sotto forma di un bagno d'acqua concreto, in cui è immerso il vaso del reattore. Tuttavia, questa installazione non può essere utilizzata in inverno.

Il problema dell'organizzazione del movimento viene risolto introducendo uno speciale miscelatore meccanico nel design del bioreattore. L'albero di questo dispositivo è collegato all'albero di un motore a bassa velocità, che svolge l'azione di rotazione. L'attivazione e la disattivazione del processo di miscelazione possono essere eseguite manualmente o automaticamente.

Abbiamo un altro articolo sul sito che contiene istruzioni di installazione per il biogas per le esigenze di una casa privata.

Il processo per ottenere biogas e fertilizzanti

La progettazione del sistema di produzione di biocarburanti a casa tecnologicamente comporta il caricamento della nave con letame a circa 1/3 della capacità. Per caricare il letame, viene realizzato un portello di caricamento con una porta a chiusura ermetica. La restante regione superiore del bioreattore viene utilizzata per accumulare i gas emessi.

Bioreattore in miniatura fatto in casa, realizzato sulla base di un barilotto convenzionale da 200 litri. In linea di principio, per soddisfare le modeste esigenze nel settore dei biocarburanti è abbastanza adatto per l'uso nel settore privato. Questo è il design che può effettivamente essere fatto a casa per ottenere biocarburanti.

Ai livelli superiore e inferiore della nave, è necessario praticare fori di uscita. Nella parte superiore c'è un'uscita del gas, nella parte inferiore c'è un'uscita per lo scarico del letame trattato (fertilizzanti). Sempre nella regione della regione superiore della nave, è preferibile montare una finestra di visualizzazione per monitorare il processo.

Il tubo per l'uscita della miscela di gas è collegato da un tubo sigillato a un dispositivo che svolge contemporaneamente le funzioni di un separatore e di una tenuta d'acqua. Per la comunicazione, viene utilizzato un tubo (metallo o polietilene) di piccolo diametro (25-32 mm).

Il separatore stesso è un vaso di capacità relativamente piccola, riempito con acqua. Il gas che passa attraverso la colonna d'acqua viene purificato, scaricato in serbatoio di gas e poi servito ai consumatori.

Un esempio di un dispositivo di separazione a due stadi: un otturatore idraulico per l'alimentazione di una miscela di gas proveniente da un bioreattore. Questa opzione di filtrazione consente di ottenere un prodotto purificato di alta qualità

Il tubo inferiore sul reattore (per il prelievo del letame esaurito - fanghi) è desiderabile per ottenere il diametro più grande possibile. Le valvole di intercettazione (valvole) sono collegate ad esso e viene fatto un rubinetto sul serbatoio per raccogliere i fanghi. La massa residua nell'azienda agricola può essere utilizzata con successo come fertilizzante.

Informazioni dettagliate sulla determinazione del volume di capacità richiesto, nonché sui calcoli dell'efficienza del bioreattore e dell'adeguatezza dell'uso del biogas, abbiamo esaminato in prossimo articolo.

Quale dovrebbe essere la composizione della massa di sterco?

La massa di carico del letame all'interno del bioreattore non deve essere considerata semplicemente come materia prima adatta a qualsiasi qualità. Il costituente della sostanza è di fondamentale importanza per il processo di fermentazione. In pratica, è stato notato che una diminuzione delle particelle di substrato è accompagnata da una migliore efficienza del processo.

La pronunciata natura fibrosa del substrato e l'aumento dell'area di interazione dei batteri sono i criteri principali che contribuiscono alla rapida decomposizione del letame. In questo stato, quando riscaldato e miscelato, il letame non forma un precipitato o un film sulla superficie, il che semplifica notevolmente la filtrazione della miscela di gas.

Preparazione del letame per il caricamento nel reattore. Non si presta meno attenzione a questa procedura che a tutto il resto se si desidera ottenere una quantità significativa di biocarburante in un breve periodo di tempo.

Il grado di macinazione delle materie prime determina la durata della fermentazione, che a sua volta influenza il volume di gas prodotto. Pertanto, per ridurre i tempi di fermentazione, è necessario macinare bene le materie prime: migliore è la qualità di macinazione, più breve è il periodo di fermentazione.

Caratteristiche dell'uso del biogas per le necessità domestiche

La portata di questo tipo di energia è piuttosto ampia. Grazie all'uso del biogas come combustibile, producono energia elettrica, producono acqua calda o vapore. Esistono numerosi esempi pratici in cui il trasporto automobilistico alimenta biocarburanti.

Ma, in modo che non ci siano problemi nell'economia quando si utilizza tale combustibile, è estremamente importante dotare lo stoccaggio del biogas ottenuto, evidenziando il posto giusto sotto il supporto del gas sul sito.

Gli impianti di biogas di questo tipo sono l'attrezzatura che apre la possibilità di creare impianti di produzione senza rifiuti. A questo proposito, un buon esempio è dimostrato dai singoli paesi dell'Europa occidentale.

Ad esempio, in Danimarca, la produzione di questo tipo di combustibile ha raggiunto il livello di quasi il 20% delle risorse energetiche totali del paese. Nelle grandi regioni del mondo - India e Cina - le spese degli impianti di biogas vanno a centinaia di migliaia.

Potenti impianti di produzione di biocarburanti industriali. Tali strutture sono in grado di fornire completamente biocarburante alle grandi strutture agricole. Un numero enorme di tali sistemi è utilizzato in tutto il mondo. E la crescita quantitativa continua attivamente

Non solo, c'è stato un aumento significativo dell'interesse mondiale nei processi di produzione di biogas.

Questa è una di quelle opzioni energetiche che sono attribuite a fonti alternative e per le quali vedono il futuro, quindi gli agricoltori e i gestori dei servizi abitativi e comunali, i proprietari di abitazioni private e le piccole imprese stanno monitorando attentamente lo sviluppo della tecnologia.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Panoramica dell'impianto di biogas, la cui fabbricazione ha utilizzato un serbatoio di plastica da 127 litri. Caratteristiche del dispositivo e consigli operativi.

Di particolare interesse è l'uso delle installazioni tra i proprietari del settore della ristorazione e della gastronomia, in cui il tema del trattamento dei rifiuti alimentari rimane rilevante. Su questa base, esiste una buona opportunità per creare un riciclaggio economico dei rifiuti organici a vantaggio delle aziende agricole.Infine, la tecnologia di produzione di biocarburanti è una vera conservazione dell'ambiente, che non si può dire della produzione di altri ingegneri energetici.

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