Cum să faci un bioreactor cu propriile mâini

Creșterea constantă a costurilor resurselor de energie tradiționale îi împing pe meșterii de acasă să creeze echipamente casnice care să le permită să obțină biogaz din propriile mâini. Prin această abordare a menajului, este posibilă nu numai obținerea de energie ieftină pentru încălzirea unei case și alte nevoi, dar și pentru a stabili procesul de utilizare a deșeurilor organice și obținerea de îngrășăminte gratuite pentru aplicarea ulterioară pe sol.

Excesul de biogaz produs, precum și îngrășămintele, pot fi realizate la valoarea de piață pentru consumatorii interesați, transformând în bani ceea ce literalmente „se află sub picioarele tale”. Marii fermieri își pot permite să cumpere uzine gata fabricate de biogaz, asamblate în fabrică. Costul unui astfel de echipament este destul de mare. Cu toate acestea, randamentul operațiunii sale corespunde investițiilor făcute. Instalații mai puțin puternice care funcționează pe același principiu pot fi asamblate singure din materiale și piese disponibile.

Ce este biogazul și cum este format

Biogazul este clasificat ca un tip de combustibil ecologic. Prin caracteristicile sale, biogurile converg în mare măsură cu gazul natural produs la scară industrială. Imaginează-ți tehnologia pentru producția de biogaz după cum urmează:

• într-un recipient special numit bioreactor, are loc un proces de procesare a biomasei cu participarea bacteriilor anaerobe în condiții de fermentare fără aer pentru o anumită perioadă, a căror durată depinde de volumul materiilor prime încărcate;
• ca urmare, se formează un amestec de gaz, format din 60% metan, 35% - dioxid de carbon, 5% - din alte substanțe gazoase, dintre care există o cantitate mică de hidrogen sulfurat;
• gazul produs este evacuat constant din bioreactor și, după purificare, este trimis pentru utilizare corectă;
• Deșeurile reciclate, care au devenit îngrășământ de înaltă calitate, sunt îndepărtate periodic din bioreactor și duse pe câmpuri.

Pentru a stabili producția de biogaz acasă în regim continuu, trebuie să dețină sau să aibă acces la întreprinderile agricole și animale. Este viabil din punct de vedere economic producerea de biogaz numai dacă există o sursă de aprovizionare gratuită a gunoiului de grajd și a altor deșeuri organice provenite din zootehnie.

Încălzirea cu gaz rămâne cel mai fiabil mod de încălzire. Puteți afla mai multe despre gazificarea autonomă în următorul material:https://aquatech.tomathouse.com/ro/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Tipuri de bioreactori

Plantele pentru producerea de biogaz diferă în funcție de tipul de încărcare a materiilor prime, de colectarea gazelor obținute, de locația reactorului în raport cu suprafața pământului, de materialul de fabricație. Betonul, cărămida și oțelul sunt cele mai potrivite materiale pentru construcția bioreactorilor.

În funcție de tipul de încărcare, se disting bio-instalații, în care o anumită porțiune din materia primă este încărcată și are loc un ciclu de procesare, apoi este complet descărcată. Producția de gaze în aceste instalații este instabilă, dar orice fel de materie primă poate fi încărcată în ele. De regulă, acestea sunt verticale și ocupă puțin spațiu.

O porție de deșeuri organice este încărcată zilnic într-un sistem de al doilea tip și o porțiune de îngrășăminte fermentate gata egale în volum este descărcată. Amestecul de lucru rămâne întotdeauna în reactor. Instalarea așa-numitei încărcări continue produce în mod stabil mai mult biogaz și este foarte populară în rândul fermierilor. Practic, aceste reactoare sunt amplasate pe orizontală și sunt convenabile în prezența unui spațiu liber pe șantier.

Tipul selectat de colecție de biogaz determină caracteristicile de proiectare ale reactorului.

• Sistemele cu baloane constau dintr-un balon rezistent la căldură din cauciuc sau plastic în care sunt combinate un reactor și un suport de gaz. Avantajele acestui tip de reactor sunt simplitatea proiectării, încărcarea și descărcarea materiilor prime, ușurința de curățare și transport, costul redus. Dezavantajele includ o durată de viață scurtă, de 2-5 ani, posibilitatea de deteriorare ca urmare a influențelor externe. Reactoarele rezervoare includ, de asemenea, instalații de tip canal, care sunt utilizate pe scară largă în Europa pentru tratarea deșeurilor lichide și a apelor uzate. Un astfel de blat de cauciuc este eficient la temperaturi ambiante ridicate și nu există riscul de deteriorare a cilindrilor. Proiectul cupolei fixe are un reactor complet închis și o capacitate de compensare pentru evacuarea nămolului. Gazul se acumulează în cupolă, atunci când urmează următoarea porțiune de materii prime, masa procesată este împinsă în rezervorul de compensare.
• Bio-sistemele cu cupolă plutitoare constau dintr-un bioreactor monolitic amplasat în subteran și un rezervor de gaz mobil, care plutește într-un buzunar special de apă sau direct în alimentare și se ridică sub influența presiunii gazului. Avantajul unei cupole plutitoare este ușurința de utilizare și capacitatea de a determina presiunea gazului de la înălțimea cupolei. Aceasta este o soluție excelentă pentru o fermă mare.
• Atunci când alegeți o locație subterană sau de instalare deasupra suprafeței, este necesar să se țină seama de panta reliefului, care facilitează încărcarea și descărcarea materiilor prime, izolarea termică îmbunătățită a structurilor subterane, care protejează biomasa de fluctuațiile de temperatură zilnice și face procesul de fermentare mai stabil.

Proiectarea poate fi echipată cu dispozitive suplimentare pentru încălzirea și amestecarea materiilor prime.

Este rentabil să creăm un reactor și să folosim biogaz

Construcția unei fabrici de biogaz are următoarele obiective:

• producție de energie ieftină;
• producerea de îngrășăminte ușor digerabile;
• economii la conectarea la canalizările scumpe;
• prelucrarea deșeurilor menajere;
• profit posibil din vânzarea de gaz;
• reducerea intensității mirosurilor neplăcute și îmbunătățirea situației de mediu din teritoriu.

Pentru a evalua beneficiile construirii unui bioreactor, o gazdă slabă ar trebui să ia în considerare următoarele aspecte:

• Costurile de biostatie sunt o investitie pe termen lung;
• Echipamentul de biogaz de casă și instalarea unui reactor fără a implica specialiști terți vor fi mult mai ieftine, dar eficiența acestuia este mai mică decât cea a unei fabrici scumpe;
• Pentru a menține o presiune stabilă a gazului, fermierul trebuie să aibă acces la deșeurile de producție a animalelor în cantitate suficientă și mult timp. În cazul prețurilor mari la energia electrică și gaze naturale sau lipsa gazificării, utilizarea instalației devine nu numai profitabilă, ci și necesară;
• pentru fermele mari cu bază proprie de materii prime, includerea unui bioreactor în sistemul de sere și fermele de bovine va fi o soluție profitabilă;
• pentru fermele mici, eficiența poate fi îmbunătățită prin instalarea mai multor reactoare mici și încărcarea materiilor prime la intervale de timp diferite. Acest lucru va evita întreruperile gazului cu lipsa materiei prime.

Pentru a afla cum să echipați încălzirea într-o casă privată fără gaz, faceți clic aici:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Cum să construiți un bioreactor pe cont propriu

Decizia privind construcția a fost luată, acum trebuie să proiectăm instalația și să calculăm materialele, sculele și echipamentele necesare.

Important! Rezistența la medii acide și alcaline agresive este principala cerință pentru materialul bioreactor.

Dacă este disponibil un rezervor metalic, acesta poate fi utilizat sub rezerva unei acoperiri de protecție împotriva coroziunii. Atunci când alegeți un recipient din metal, acordați atenție prezenței sudurilor și rezistenței acestora.

O opțiune durabilă și convenabilă este un rezervor de polimeri. Acest material nu se descompune și nu ruginește. Butoiul cu pereți rigizi groși sau armat va rezista perfect la sarcină.

Cel mai ieftin mod este să punem containere din cărămidă sau piatră, blocuri de beton. Pentru a crește rezistența, pereții sunt întăriți și acoperiți în interior și în exterior cu o impermeabilizare multistrat și acoperire etanșă la gaz. Tencuiala trebuie să conțină aditivi care să asigure proprietățile specificate. Cea mai bună formă care va rezista tuturor încărcărilor de presiune este ovală sau cilindrică.

La baza acestui rezervor, este prevăzută o gaură prin care vor fi eliminate materiile prime uzate. Această gaură trebuie să fie bine închisă, deoarece sistemul funcționează eficient în condiții sigilate.

Calculul instrumentelor și materialelor necesare

Pentru a pune containerul din cărămidă și dispozitivul întregului sistem, vor fi necesare următoarele instrumente și materiale:

• rezervor pentru amestecarea cimentului sau a betonierei;
• burghie cu mixer de duze;
• piatră zdrobită și nisip pentru o placă de scurgere;
• lopată, bandă de măsurat, mistrie, cuțit de chit;
• cărămidă, ciment, apă, nisip fin, armare, plastifiant și alți aditivi necesari;
• aparat de sudare și elemente de fixare pentru instalarea conductelor și accesoriilor metalice;
• un filtru de apă și un recipient cu bărbierituri metalice pentru purificarea gazelor;
• Cilindri de anvelope sau cilindri propan standard pentru depozitarea gazului.

Mărimea rezervorului de beton este determinată de cantitatea de deșeuri organice care apare zilnic într-o fermă sau fermă privată. Funcționarea completă a bioreactorului este posibilă dacă este completată cu două treimi din volumul disponibil.

Să determinăm volumul reactorului pentru o economie privată mică: dacă există 5 vaci, 10 porci și 40 de pui, atunci în ziua activității lor se formează o gunoaie de 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce picăturile de pui la umiditatea necesară de 85%, adăugați 5 litri de apă. Greutate totală = 331,8 kg. Pentru prelucrare în 20 de zile este necesar: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - aproximativ 7 metri cubi doar pentru substrat. Acestea reprezintă două treimi din volumul necesar. Pentru a obține rezultatul, aveți nevoie de 7x1,5 = 10,5 metri cubi. Valoarea obținută este volumul necesar al bioreactorului.

Nu uitați că obținerea unei cantități mari de biogaz în containere mici nu va funcționa. Producția depinde direct de masa deșeurilor organice procesate în reactor. Deci, pentru a obține 100 de metri cubi de biogaz, este necesar să prelucrați o tonă de deșeuri organice.

Pregătirea locului pentru dispozitivul de bioreactor

Pe gratis biocombustibil pe șantier, trebuie să alegeți un loc pentru construcția unui rezervor de beton armat, care va servi drept bioreactor.

Locația optimă este aleasă departe de spațiile de locuit, locurile pentru animale. Un depozit pentru depozitarea materiilor prime poate fi aproape. Acesta trebuie să țină seama de nivelul apei subterane și de comoditatea încărcării și descărcării biomasei. De preferat un loc pentru transportul de materii prime.

Locația economică a navei reactorului este construirea ei sub nivelul solului. Panta terenului este, de asemenea, foarte convenabilă. Acest lucru va reduce costul de izolare termică și va facilita încărcarea substratului organic.

Fiabilitatea proiectării și durabilității reactorului depinde de pregătirea fundului și a pereților gropii pentru rezervor. Pereții sunt întăriți și sigilați cu inele de plastic, beton și polimer sunt utilizate. Încălzire importantă și minuțioasă. Ca izolație ieftină, se folosesc paie, argilă, gunoi de grajd uscat și zgură, materiale improvizate.

Montaj și montare

Pentru a economisi bugetul, este optim să montați un design simplu și fiabil, fără clopote și fluiere, apoi, în timpul funcționării și când apar oportunități financiare, adăugați elemente suplimentare pentru încălzire, automatizare și control.

Instrucțiuni pas cu pas pentru asamblarea și instalarea unui bioreactor vă va ajuta să instalați instalația pe cont propriu.

1. Săpați o groapă, turnați un strat nivelator de nisip în partea de jos, așezați întreaga groapă cu film de PVC, apoi turnați un strat termoizolant de lut expandat, paie, aliniați-l la orizont. Montați conducte pentru încărcare și descărcare a substratului. Diametrul conductelor pentru materiile prime trebuie să aibă un diametru de cel puțin 300 mm, în caz contrar acestea se vor înfunda.
2. Întindeți un recipient din cărămidă sau instalați unul finisat. Izolați pereții laterali ai reactorului prin acoperirea lui cu lut și paie în mai multe straturi sau folosind încălzitoare moderne, de exemplu, spumă de polistiren, spumă poliuretanică spumată.
3. Pentru a realiza un sistem de scurgere a gazului format din conducte verticale cu numeroase găuri în corp. Un astfel de sistem va înlocui mixerele.
4. Acoperiți stratul exterior al materialului bio încărcat cu un film special pentru a crea o ușoară presiune în exces și a acumula biogaz sub cupolă. Instalați o cupolă, care trebuie să fie etanșă și o conductă de evacuare a gazului în partea de sus, filtre pentru curățarea unei trape etanșe, a unui sigiliu pentru apă. Gazul este acumulat și depozitat în pungi speciale de gaz.

Lansare bioreactor

1. Pentru ca bioreactorul să funcționeze eficient, este necesar să se încarce cu materii prime la 2/3 din volum, temperatura necesară pentru ca bacteriile să funcționeze, astfel încât buncărul de alimentare cu biomasă trebuie așezat pe partea însorită, astfel încât să se încălzească.
2. Încărcarea unuia nou și retragerea substratului organic uzat este mai ieftină și mai ușor de efectuat conform principiului revărsării, adică. ridicarea nivelului de materie organică din interiorul reactorului la introducerea unei noi porțiuni va îndepărta substratul prin conducta de refulare într-un volum egal cu volumul materialului introdus.
3. Descărcați un lot de bacterii. Încălziți din nou dacă este necesar.

Eliminarea corectă a gazelor din bioreactor

Gazul obținut în timpul fermentației organice este îndepărtat printr-un orificiu special prevăzut în proiectarea părții superioare a capacului, care închide bine rezervorul. Pentru a exclude posibilitatea amestecării biogazului cu aerul, este necesar să se asigure eliminarea acestuia printr-o încuietoare de apă (lacăt de apă).

Este posibil să controlați presiunea amestecului de gaz din interiorul bioreactorului cu ajutorul unui capac, care ar trebui să crească cu un exces de gaz, adică să joace rolul unei valve de eliberare. Ca contragreutate, puteți utiliza o greutate obișnuită. Dacă presiunea este normală, atunci gazul generat va curge prin conducta de ieșire în rezervorul de gaz, fiind purificat în apă pe parcurs.

Reguli de funcționare și siguranță

Încărcarea constantă a loturilor regulate și descărcarea îngrășămintelor finite, controlul condițiilor de fermentație va asigura funcționarea corectă a instalației de biogaz.

Firmele specializate vând loturi de bacterii care fermentează organic pentru a produce biogaz.

Există bacterii mezofile, termofile și psihofile. Fermentarea completă a substanțelor organice cu participarea bacteriilor termofile va avea loc în 12 zile. Bacteriile mezofile funcționează mai lent, prelucrează materiile prime în 20 de zile.

Biomasa din reactor trebuie amestecată cel puțin de două ori pe zi, altfel se va forma o crustă la suprafață, ceea ce împiedică ieșirea liberă a biogazului. În sezonul rece, reactorul trebuie încălzit, menținând temperatura optimă pentru cea mai mare producție a produsului.

Nu este dificil să faci un șemineu pentru un apartament cu combustibil ecologic dacă ai dorința corespunzătoare și instrucțiunile relevante. Detalii:https://aquatech.tomathouse.com/ro/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Amestecul organic încărcat în reactor nu trebuie să conțină antiseptice, detergenți, substanțe chimice dăunătoare vieții bacteriilor și încetinirea producției de biogaz.

Important! Biogazul este inflamabil și exploziv.

Pentru ca bioreactorul să funcționeze corect, trebuie respectate aceleași reguli ca pentru orice instalație de gaz. Dacă echipamentul este strâns, biogazul este deviat la rezervorul de gaz în timp util, atunci nu vor fi probleme.

Dacă presiunea gazului depășește norma sau va otrăvi în caz de scurgere, există riscul de explozie, de aceea se recomandă instalarea de senzori de temperatură și presiune în reactor. Inhalarea biogazului este dăunătoare și sănătății umane.

Cum se asigură activitatea biomasei

Puteți accelera procesul de fermentare a biomasei prin încălzirea acesteia. De regulă, în regiunile sudice această problemă nu apare. Temperatura ambientală este suficientă pentru activarea naturală a proceselor de fermentare. În regiunile cu condiții climatice severe iarna, fără încălzire, este în general imposibil să funcționezi o instalație de biogaz. La urma urmei, procesul de fermentare începe la o temperatură care depășește nota de 38 de grade Celsius.

Există mai multe modalități de a organiza încălzirea unui rezervor cu biomasă:

• conectați o bobină situată sub reactor la sistemul de încălzire;
• instalați elemente de încălzire electrică în baza rezervorului;
• asigurați încălzirea directă a rezervorului prin utilizarea de încălzitoare electrice.

Bacteriile care afectează producția de metan se află într-o stare latentă în hrana în sine. Activitatea lor crește la un anumit nivel de temperatură. Instalarea unui sistem automat de încălzire va asigura un flux normal al procesului. Automatizarea va porni echipamentul de încălzire atunci când următoarea petrecere rece intră în bioreactor, apoi o va opri atunci când biomasa se va încălzi la un nivel de temperatură predeterminat.

Astfel de sisteme de control al temperaturii sunt instalate în cazane, astfel încât acestea pot fi achiziționate la magazinele specializate în vânzarea echipamentelor pe gaz.

Este important de menționat că este posibilă activarea producției de biogaz acasă, amestecând biomasa în reactor. Pentru aceasta, este fabricat un dispozitiv care este similar structural cu un mixer de uz casnic. Dispozitivul poate fi condus de un arbore, care este dus printr-o deschidere situată în capacul sau pereții rezervorului.

Ce permisiuni speciale sunt necesare pentru instalarea și utilizarea biogazului

Pentru a construi și opera un bioreactor, precum și pentru a utiliza gazul obținut, este necesar în stadiul de proiectare să aveți grijă de obținerea autorizațiilor necesare. Aprobarea trebuie făcută cu serviciul de gaze, pompieri și Rostekhnadzor.În general, regulile de instalare și funcționare sunt similare cu regulile de utilizare a echipamentelor convenționale pe gaz. Construcția trebuie efectuată strict conform SNIP, toate conductele trebuie să fie galbene și să aibă marcajele corespunzătoare. Sistemele gata fabricate în fabrică sunt de multe ori mai scumpe, dar au toate documentele justificative care îndeplinesc toate cerințele tehnice. Producătorii oferă o garanție asupra echipamentului și efectuează întreținerea și repararea produselor lor.

O uzină de biogaz făcută în casă poate economisi costuri de energie, care ocupă o mare parte în determinarea costurilor produselor agricole. Reducerea costului de producție va afecta creșterea rentabilității fermei sau fermei private. Acum că știi să obții biogazul din deșeurile existente, rămâne doar să pui ideea în practică. Mulți fermieri au învățat mult timp să câștige bani din gunoi de grajd.