Como fazer biocombustível com esterco em casa com as próprias mãos

As tecnologias modernas para processar todos os tipos de matérias-primas abrem a perspectiva de resolver com sucesso o problema de obter biocombustíveis a partir de esterco diretamente em casa. Além disso, produzindo biocombustível com as próprias mãos em casa, graças aos novos princípios do processamento de resíduos, você pode produzir simultaneamente fertilizantes para plantações agrícolas.

E o que é necessário para isso e como fazer um biorreator corretamente - consideraremos essas questões em detalhes em nosso artigo. Daremos recomendações sobre a escolha das melhores matérias-primas para a produção de biogás, analisaremos as características do uso do combustível resultante para as necessidades domésticas.

Obviamente, a maneira mais fácil é comprar plantas industriais prontas. No entanto, seu alto custo os leva a considerar as opções para fabricar sistemas de produção com suas próprias mãos.

Brevemente sobre a definição de biogás

De acordo com definições científicas, o biogás é um produto obtido como resultado do processo de fermentação de uma massa de lixo biológico. Nesse caso, o produto da fermentação é metano ou hidrogênio.

A formação de metano (ou hidrogênio) ocorre como resultado da atividade de três tipos de bactérias:

• hidrólise;
• formação de ácido;
• formando metano.

A qualidade do produto de fermentação é a composição da mistura gasosa, cujo conteúdo é distribuído na proporção: 50-85% de metano, 15-50% de dióxido de carbono e menos de 5% de sulfeto de hidrogênio.

O diagrama estrutural da produção de energia alternativa é mais ou menos assim. Ao mesmo tempo, são utilizadas com sucesso fontes de matérias-primas tradicionais da vida cotidiana, adequadas para a obtenção de energia alternativa - biocombustível

Esta mistura de gás é passada através de filtros para remover o CO.² e H²S, após o que permanece o metano biológico puro. Esse gás não difere do gás natural usado nos setores doméstico e industrial.

As matérias-primas para obter uma mistura de gases biológicos de alta qualidade são geralmente:

• estrume e fezes de pássaros;
• resíduos de produção de álcool (bardo);
• indústrias de cerveja excedente (grãos de cerveja);
• massa fecal e resíduos de peixe;
• polpa de beterraba, lixo doméstico, grama e muito mais.

Isso é apenas parte de todas as matérias-primas aceitáveis ​​para uso. Mas mesmo esta lista mostra: quão diversificada é a lista de matérias-primas para poder estabelecer uma produção contínua de biogás.

Uma unidade de produção de biocombustível fabricada para as necessidades de uma das muitas fazendas existentes. Uma estação pequena, mas satisfazendo plenamente as necessidades de uma fazenda privada

Os indicadores volumétricos da produção da mistura gasosa dependem diretamente do tipo de matéria-prima utilizada e do teor de matéria seca nela contida. Portanto, se aplicarmos estrume de gado, podemos obter de 50 a 60 m de uma tonelada de estrume³ biocombustívelcontendo até 60% de metano.

Acredita-se que as melhores matérias-primas sejam resíduos com alto teor de gordura. O processamento de uma tonelada de resíduos de gordura em uma planta clássica de biocombustível pode produzir até 1300 m³ mistura gasosa, onde o teor de metano atinge 90%.

Como criar um módulo de farm de processamento?

Para transformar um sistema de processamento de resíduos em biocombustível, pelo menos você precisa estar ciente do princípio de operação desses dispositivos e ter uma ideia de circuitos.

Esquema da instalação do biorreator: 1 - biorreator; 2 - misturador; 3 - aquecedor; 4 - bomba; 5 - elemento filtrante; 6 - compressor de gás; 7 - suporte de gás; 8 - uma coleção de esterco; 9 - produção de fertilizantes (lodo); 10 - painel de controle de aquecimento

Considere os dois, mas deve-se notar: a construção de uma instalação completa é um negócio bastante problemático e caro. Em casa, como regra, apenas algo semelhante às estações de processamento pode ser feito. No entanto, algumas tentativas são bem-sucedidas.

O princípio da bioestação

A tecnologia de produção de biocombustível, via de regra, suporta a seguinte abordagem sistemática:

1. O biorreator (tanque) é carregado com esterco.
2. Durante um certo tempo, um processo de fermentação ocorre dentro do reator.
3. Um meio gasoso é formado.
4. A saída de gases do reator.
5. A mistura de gás é limpa e enviada para uso como combustível.

A composição da mistura gasosa resultante é caracterizada por uma saturação suficientemente alta com várias substâncias. Acima de tudo, o componente percentual é metano (60%), dióxido de carbono (35%) e outras substâncias, incluindo sulfeto de hidrogênio (5%).

É assim que o diagrama de distribuição de gás da mistura se parece: 1 - teor de metano de cerca de 63-65%; 2 - teor de dióxido de carbono de cerca de 30-33%; 3 - um teor de sulfureto de hidrogénio de cerca de 2%; 4 - teor de amônia de cerca de 1%; 5 - teor de hidrogênio de cerca de 1%

Enquanto isso, para a operação eficaz da estação geradora de gás de produção doméstica, são necessárias reservas significativas de resíduos de origem animal.

Portanto, a primeira coisa que você deve prestar atenção ao resolver o problema de obter biocombustível em condições domésticas (casas de campo) é a disponibilidade de fontes de matérias-primas para a planta de processamento.

Fabricação de biorreator DIY

Depois de decidir sobre as fontes de matérias-primas, é necessário determinar a localização do biorreator doméstico (ou do país). O reator em si é um recipiente selado, forte o suficiente, com um volume baseado no suprimento diário de esterco para processamento (por referência: obter 100 m³ mistura gasosa requer cerca de 1 tonelada de estrume).

Tabela da relação entre o tipo de estrume e a quantidade de biogás produzida

Uma tabela mostrando a eficácia de um tipo específico de resíduo biológico em termos do volume de gás produzido. Como pode ser visto na tabela, o mais eficaz é o estrume de porco, que pode produzir a maior quantidade de biocombustível

Esse recipiente deverá ser instalado sobre uma base sólida, equipada com válvulas de fechamento e outros atributos técnicos, de acordo com o esquema clássico. A parte superior do vaso é de preferência removível, com parafusos e uma junta.

Para garantir a continuidade do ciclo, o tanque de armazenamento deve estar equipado com um módulo de aquecimento artificial. Se durante o período de verão a eficiência da fermentação do estrume e a taxa de produção de gás são totalmente garantidas pelas condições externas de temperatura, no inverno a situação muda.

Para a operação de inverno do biorreator, o aquecimento artificial é definitivamente necessário, dada a cessação da atividade das bactérias da fermentação já a 4-10 ° C acima de zero. Consequentemente, o tanque deve ter um isolamento térmico bem feito. Para isso, o método clássico de isolamento com lã mineral é bem adequado.

Um bom exemplo de isolamento de um biorreator para sua operação de inverno. A lã mineral foi usada aqui como material isolante. A camada superior do algodão é coberta com material de papel alumínio.

Existem várias opções para organizar o aquecimento. Por exemplo, o uso de aquecedores elétricos ou um sistema de aquecimento em um refrigerador de água (camisa de água).

A potência do circuito de aquecimento deve ser calculada com base na norma de temperatura ideal dentro do reator de 25-40 ° C, necessária para obter um processo eficaz de fermentação de biomassa.

Além dos aquecedores, o grau de estagnação também afeta a atividade de fermentação da biomassa. De fato, dentro do tanque, o estrume deve estar sempre em movimento. O movimento da biomassa aprimora o processo de fermentação e reduz o tempo para obter o componente gasoso.

Variante de uma planta de verão para o processamento de esterco e biocombustíveis. Nesse caso, o aquecimento é feito na forma de um banho de água de concreto, onde o vaso do reator é imerso. No entanto, esta instalação não pode ser operada no inverno.

O problema de organizar o movimento é resolvido com a introdução de um misturador mecânico especial no design do biorreator. O eixo deste dispositivo está conectado ao eixo de um motor de baixa velocidade, que executa a ação de rotação. A ativação e desativação do processo de mixagem pode ser feita manual ou automaticamente.

Temos outro artigo no site que contém instruções de instalação para biogás para as necessidades de uma casa particular.

O processo de obtenção de biogás e fertilizantes

O projeto do sistema de produção de biocombustíveis em casa envolve tecnologicamente o carregamento da embarcação com esterco em cerca de 1/3 da capacidade. Para o estrume de carregamento, é feita uma escotilha de carregamento com uma porta hermeticamente fechada. A região superior restante do biorreator é usada para acumular os gases emitidos.

Biorreator miniatura caseiro, feito com base em um barril convencional de 200 litros. Em princípio, para satisfazer as necessidades modestas do biocombustível, é bastante adequado para uso no setor privado. Esse é o próprio projeto que pode ser feito em casa para obter biocombustíveis.

Nos níveis superior e inferior da embarcação, você precisa fazer orifícios de saída. No topo, há uma saída de gás; no fundo, uma saída para a descarga de esterco tratado (fertilizantes). Também na região da região superior do navio, é desejável montar uma janela de visualização para monitorar o processo.

O tubo para a saída da mistura de gás é conectado por um tubo vedado a um dispositivo que executa simultaneamente as funções de um separador e uma vedação de água. Para comunicação, é usado um tubo (metal ou polietileno) de pequeno diâmetro (25-32 mm).

O separador em si é um vaso de capacidade relativamente pequena, cheio de água. O gás que passa pela coluna de água é purificado e descarregado em tanque de gasolina e depois serviu aos consumidores.

Um exemplo de dispositivo separador de dois estágios - um obturador hidráulico para fornecer uma mistura de gás proveniente de um biorreator. Esta opção de filtragem permite obter um produto purificado de alta qualidade.

O tubo inferior do reator (para a retirada do estrume usado - lodo) é desejável para obter o maior diâmetro possível. Válvulas de fechamento (válvulas) são conectadas a ele e é feita uma torneira no tanque para coletar lodo. A massa residual na fazenda pode ser usada com sucesso como fertilizante.

Informações detalhadas sobre a determinação do volume de capacidade necessário, bem como sobre os cálculos da eficiência do biorreator e a adequação do uso de biogás, analisamos em próximo artigo.

Qual deve ser a composição da massa de esterco?

A massa de carga de esterco no interior do biorreator não deve ser considerada simplesmente como matéria-prima adequada para qualquer qualidade. O constituinte da substância é de fundamental importância para o processo de fermentação. Na prática, observou-se que uma diminuição nas partículas do substrato é acompanhada por uma melhor eficiência do processo.

A natureza fibrosa pronunciada do substrato e o aumento da área de interação das bactérias são os principais critérios que contribuem para a rápida decomposição do esterco. Nesse estado, quando aquecido e misturado, o esterco não forma precipitado ou filme na superfície, o que simplifica bastante a filtração da mistura gasosa.

Preparação de estrume para carregamento no reator. Não é dada menos atenção a esse procedimento do que a tudo o mais, se houver um desejo de obter uma quantidade significativa de biocombustível em um curto período de tempo.

O grau de moagem das matérias-primas determina a duração da fermentação, que por sua vez afeta o volume de gás produzido. Assim, para reduzir o tempo de fermentação, é necessário moer bem as matérias-primas: quanto melhor a qualidade da moagem, menor o período de fermentação.

Características do uso de biogás para necessidades domésticas

O escopo deste tipo de energia é bastante extenso. Graças ao uso do biogás como combustível, eles produzem energia elétrica, água quente ou vapor. Existem inúmeros exemplos da prática em que o transporte de automóveis alimenta o biocombustível.

Porém, para que não haja problemas na economia ao usar esse combustível, é extremamente importante equipar o armazenamento para o biogás obtido, destacando o lugar certo sob o suporte de gás no site.

As usinas de biogás desse tipo são os equipamentos que abrem a possibilidade de criar instalações de produção sem desperdício. Nesse sentido, um bom exemplo é demonstrado por países individuais da Europa Ocidental.

Por exemplo, na Dinamarca, a produção desse tipo de combustível atingiu o nível de quase 20% do total de recursos energéticos do país. Em grandes regiões do mundo - Índia e China - o custo das usinas de biogás chega a centenas de milhares.

Poderosas plantas de produção industrial de biocombustíveis. Tais estruturas são capazes de fornecer plenamente grandes estruturas agrícolas com biocombustível. Um grande número desses sistemas é usado em todo o mundo. E o crescimento quantitativo continua ativamente

Não apenas isso, houve um aumento significativo no interesse mundial nos processos de produção de biogás.

Essa é uma daquelas opções de energia atribuídas a fontes alternativas e para as quais elas vêem o futuro; portanto, agricultores, gerentes de serviços habitacionais e comunitários, proprietários de residências particulares e pequenas empresas estão monitorando de perto o desenvolvimento da tecnologia.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Visão geral da usina de biogás, cuja fabricação utilizou um tanque de plástico de 127 litros. Recursos do dispositivo e dicas de operação.

De particular interesse é o uso das instalações entre os proprietários do setor de restaurantes e gastronomia, onde o tópico de processamento de resíduos alimentares permanece relevante. Nesta base, há uma boa oportunidade para criar reciclagem barata de resíduos orgânicos para o benefício das fazendas.Por fim, a tecnologia de produção de biocombustíveis é uma verdadeira conservação do meio ambiente, o que não se pode dizer da produção de outros engenheiros de energia.

Você está interessado na produção de biocombustíveis e deseja esclarecer alguns pontos? Faça perguntas controversas nos comentários - nossos especialistas tentarão esclarecer esses pontos.

Ou talvez você não esteja familiarizado com a fabricação de um biorreator e com o processo de produção de biogás? Compartilhe nosso conhecimento prático e sua opinião sobre esse assunto no nosso artigo - muitos executivos de negócios estarão interessados ​​em sua experiência e recomendações.