Jak vyrobit biopalivo vlastníma rukama z hnoje doma

Moderní technologie zpracování všech druhů surovin otevírají perspektivu úspěšného řešení problému získávání biopaliv z hnoje přímo doma. Navíc výrobou biopaliva vlastníma rukama doma díky novým principům zpracování odpadu můžete současně vyrábět hnojiva pro zemědělské plodiny.

Co je k tomu potřeba a jak správně vyrobit bioreaktor - tyto otázky podrobně zvážíme v našem článku. Poskytneme doporučení pro výběr nejlepších surovin pro výrobu bioplynu a analyzujeme vlastnosti využití výsledného paliva pro potřeby domácnosti.

Nejjednodušší je samozřejmě nákup hotových průmyslových závodů. Jejich vysoká cena nás však nutí zvažovat možnosti výroby výrobních systémů sami.

Stručně o definici bioplynu

Podle vědeckých definic je bioplyn produktem získaným jako výsledek fermentačního procesu masy biologického odpadu. V tomto případě je produktem fermentace metan nebo vodík.

K tvorbě metanu (nebo vodíku) dochází v důsledku životně důležité aktivity tří typů bakterií:

  • hydrolytický;
  • kyselinotvorný;
  • tvořící metan.

Za kvalitní fermentační produkt se považuje složení plynné směsi, jejíž obsahy jsou distribuovány v poměru: 50-85 % metanu, 15-50 % oxidu uhličitého a méně než 5 % sirovodíku.

Biopalivo z hnoje
Zhruba tak vypadá blokové schéma alternativní výroby energie. V tomto případě se využívají tradiční domácí zdroje surovin, které se dobře hodí pro výrobu alternativní energie – biopaliva

Tato plynná směs prochází filtry, aby se odstranila přítomnost CO2 a H2S, po kterém zůstane čistý biologický metan. Takový plyn se neliší od zemního plynu používaného v domácích a průmyslových aplikacích.

Suroviny pro získání vysoce kvalitní biologické směsi plynů jsou obvykle:

  • hnůj a ptačí trus;
  • odpad z výroby alkoholu (destilační zařízení);
  • přebytečná výroba piva (pivní zrna);
  • výkaly a rybí odpad;
  • řepné řízky, domovní odpad, tráva atd.

Toto je pouze část všech surovin povolených k použití. Ale i tento výčet ukazuje, jak různorodý je seznam surovin, aby bylo možné zavést výrobu bioplynu průběžně.

Trvalá instalace
Závod na výrobu biopaliv přizpůsobený potřebám jedné z mnoha existujících farem. Stanice je objemově malá, ale plně vyhovuje potřebám soukromého hospodaření

Objemový výtěžek plynné směsi přímo závisí na druhu použitých surovin a obsahu sušiny v ní. Pokud tedy v podnikání používáte dobytčí hnůj, můžete ve skutečnosti získat 50-60 m z jedné tuny hnoje3 biopaliva, obsahující až 60 % metanu.

Předpokládá se, že nejlepší surovinou je odpad s vysokým obsahem tuku. Zpracováním jedné tuny tukového odpadu prostřednictvím klasického závodu na výrobu biopaliv lze vyrobit až 1300 m33 plynné směsi, kde obsah metanu dosahuje 90 %.

Jak vytvořit modul zpracovatelského zemědělství?

Abyste mohli vytvořit systém pro zpracování odpadu na biopalivo, musíte si být vědomi principu fungování takových zařízení a také rozumět obvodům.

Schéma bioplynové stanice
Schéma instalace bioreaktoru: 1 – bioreaktor; 2 – míchadlo; 3 – ohřívač; 4 – čerpadlo; 5 – filtrační vložka; 6 – plynový kompresor; 7 – plynová nádrž; 8 – sběrač hnoje; 9 – vydatnost hnojiv (kal); 10 – ovládací panel topení

Zvažme obojí, ale je třeba poznamenat: výstavba plnohodnotné instalace je poměrně problematická a nákladná. Doma si zpravidla můžete vyrobit jen něco podobného jako recyklační stanice. Některé pokusy jsou však úspěšné.

Princip fungování bioinstalace

Technologie výroby biopaliv obecně podporuje následující systémový přístup:

  1. Bioreaktor (kontejner) je zatížen hnojem.
  2. Uvnitř reaktoru po určitou dobu probíhá fermentační proces.
  3. Vzniká plynné prostředí.
  4. Z reaktoru se odstraňují plyny.
  5. Směs plynů se čistí a posílá k použití jako palivo.

Složení výsledné plynné směsi se vyznačuje poměrně vysokou saturací různých látek. Největší procentuální složku tvoří metan (60 %), oxid uhličitý (35 %) a další látky včetně sirovodíku (5 %).

Schéma směsi bioplynu
Takto vypadá distribuční diagram směsného plynu: 1 – obsah metanu je cca 63-65 %; 2 – obsah oxidu uhličitého cca 30-33 %; 3 – obsah sirovodíku přibližně 2 %; 4 – obsah amoniaku asi 1 %; 5 – obsah vodíku asi 1 %

Mezitím jsou pro efektivní provoz plynotvorné stanice domácí výroby zapotřebí značné zásoby odpadu od zástupců živočišného světa.

Proto první věc, kterou byste měli věnovat pozornost při řešení problému získávání biopaliva doma (země), je dostupnost zdrojů surovin pro zpracovatelský závod.

Výroba bioreaktoru vlastníma rukama

Poté, co jste se rozhodli o zdrojích surovin, musíte se dále rozhodnout o umístění domácího (nebo zemského) bioreaktoru. Samotný reaktor je utěsněná nádoba, poměrně odolná, s objemem založeným na denním příjmu surovin pro zpracování hnoje (pro informaci: získat 100 m3 plynná směs vyžaduje přibližně 1 tunu hnoje).

Tabulka vztahu mezi druhem hnoje a množstvím vyrobeného bioplynu

Tabulka účinnosti druhů hnoje
Tabulka znázorňující účinnost konkrétního druhu biologického odpadu z hlediska objemu vyprodukovaného plynu. Jak je vidět z tabulky, nejúčinnější je prasečí hnůj, který dokáže vyprodukovat největší množství biopaliva

Takový kontejner bude muset být instalován na pevném základě, vybavený uzavíracími ventily a dalším technickým vybavením podle klasického schématu. Je vhodné, aby byla horní část nádoby odnímatelná, se šroubovými uzávěry a těsnícím těsněním.

Pro zajištění kontinuity cyklu musí být zásobník vybaven umělým topným modulem. Jestliže je v létě účinnost fermentace hnoje a rychlost tvorby plynů plně zajištěna vnějšími teplotními podmínkami, v zimě se situace mění.

Pro zimní provoz bioreaktoru je nutné umělé vytápění, vzhledem k zastavení aktivity fermentačních bakterií již při 4-10 °C nad nulou. V souladu s tím musí mít kontejner vysoce kvalitní tepelnou izolaci. K tomu je vhodný klasický způsob zateplení minerální vatou.

Možnost izolace bioreaktoru
Dobrý příklad izolace bioreaktoru pro jeho zimní provoz. Jako izolační materiál byla použita minerální vlna. Horní vrstva vaty je pokryta fóliovým materiálem

Existuje několik možností pro organizaci vytápění. Například použití elektrických ohřívačů nebo systému ohřevu vody (vodní plášť).

Výkon topného okruhu by měl být vypočítán na základě optimální teploty uvnitř reaktoru 25-40 °C, nutné pro dosažení efektivního procesu fermentace biomasy.

Kromě ohřívačů je fermentační činnost biomasy ovlivněna mírou její stagnace. V podstatě uvnitř nádrže musí být hnůj neustále v pohybu. Pohyb biomasy urychluje fermentační proces a zkracuje dobu pro získání plynné složky.

Vodou vyhřívaný bioreaktor
Možnost letní instalace pro zpracování hnoje a výrobu biopaliva. V tomto případě je ohřev proveden formou betonové vodní lázně, do které je ponořena nádrž reaktoru. Tuto instalaci však nelze použít v zimě.

Problém organizace pohybu je vyřešen zavedením speciálního mechanického míchadla do konstrukce bioreaktoru. Hřídel tohoto zařízení je spojena s hřídelí pomaloběžného motoru, který provádí rotaci. Zapnutí a vypnutí procesu míchání lze provést ručně nebo automaticky.

Na našem webu máme další článek, který poskytuje instrukce k instalaci získat bioplyn pro potřeby soukromého domu.

Proces výroby bioplynu a hnojiva

Návrh systému pro domácí výrobu biopaliva technologicky zahrnuje naložení nádoby hnojem do přibližně 1/3 kapacity. Pro nakládání hnoje je vyroben nakládací poklop s hermeticky uzavřenými dveřmi. Zbývající volná horní plocha bioreaktoru slouží k akumulaci uvolněných plynů.

Domácí bioreaktor ze sudu
Podomácku vyrobený miniaturní bioreaktor vyrobený na bázi obyčejného 200litrového sudu. V zásadě je pro splnění skromných potřeb biologického paliva docela vhodné pro použití v soukromých domácnostech. Jedná se o stejný design, který lze skutečně vyrobit doma pro výrobu biopaliva

Výstupní otvory musí být vytvořeny na horní a spodní úrovni nádoby. Nahoře je vývod plynu, dole vývod pro odvod upravené kejdy (hnojiv). Je také vhodné namontovat pozorovací okénko v oblasti horní části nádoby pro sledování procesu.

Potrubí pro vypouštění plynné směsi je připojeno utěsněným potrubím k zařízení, které současně plní funkce separátoru a vodního uzávěru. Pro komunikaci se používá trubka (kovová nebo polyethylenová) o malém průměru (25-32 mm).

Samotný separátor je nádoba o relativně malé kapacitě naplněná vodou. Plyn procházející vodním sloupcem je čištěn a vypouštěn do držák plynu a poté sloužil spotřebitelům.

Konstrukce dvojitého vodního těsnění a filtru
Příklad provedení dvoustupňového separátoru - hydraulický ventil pro přívod plynné směsi pocházející z bioreaktoru. Tato možnost filtrace umožňuje získat vysoce kvalitní čištěný produkt.

Spodní potrubí na reaktoru (pro odvod odpadní kejdy - kalu) je vhodné udělat co největší průměr. Na něj se napojí uzavírací ventil (ventil) a provede se odtok do nádrže na zachycování kalu. Spotřebovanou hmotu na farmě lze úspěšně použít jako hnojivo.

Prozkoumali jsme podrobné informace o stanovení požadovaného objemu nádoby a také o výpočtu účinnosti bioreaktoru a proveditelnosti využití bioplynu v další článek.

Jaké by mělo být složení hmoty hnoje?

Hmotu hnoje naloženou do bioreaktoru nelze považovat pouze za surovinu vhodnou v jakékoli kvalitě. Složka látky má zásadní význam pro proces fermentace. V praxi bylo zjištěno, že snížení částic substrátu je doprovázeno lepší účinností procesu.

Výrazná vláknitost substrátu a zvýšení oblasti interakce bakterií jsou hlavními kritérii, která přispívají k rychlému rozkladu hmoty hnoje. V tomto stavu surovina hnoje po zahřátí a promíchání nevytváří na povrchu sediment ani film, což značně zjednodušuje filtraci plynné směsi.

Kvalita substrátu pro výrobu biopaliv
Příprava hmoty hnoje pro zavážení do reaktoru. Tomuto postupu je věnována neméně pozornost než všem ostatním, pokud existuje přání získat značné množství biopaliva v krátkém časovém období.

Stupeň mletí suroviny určuje dobu trvání fermentace, která následně ovlivňuje objem vyrobeného plynu. Pro zkrácení doby kvašení je tedy nutné suroviny dobře namlít: čím lepší kvalita mletí, tím kratší doba kvašení.

Vlastnosti využití bioplynu pro potřeby domácnosti

Rozsah použití tohoto typu zdroje energie je poměrně široký. Využitím bioplynu jako paliva se vyrábí elektřina, horká voda nebo pára. Existuje řada příkladů z praxe, kdy se k pohonu vozidel používá biopalivo.

Aby se však předešlo problémům na farmě při používání takového paliva, je nesmírně důležité zařídit skladovací zařízení pro výsledný bioplyn a přidělovat správné místo pro plynovou nádrž Umístění zapnuto.

Bioplynové stanice tohoto typu jsou zařízení, která otevírají možnost tvorby bezodpadové výroby. V tomto ohledu jsou dobrým příkladem jednotlivé země západní Evropy.

Například v Dánsku dosáhla produkce tohoto typu paliva téměř 20 % celkových energetických zdrojů země. Ve velkých oblastech světa – Indii a Číně – se počet bioplynových stanic pohybuje ve stovkách tisíc.

Průmyslové biopalivové závody
Výkonná průmyslová zařízení na výrobu biopaliv. Takové stavby jsou schopny plně zásobovat velké zemědělské stavby biopalivem. Po celém světě se používá obrovské množství podobných systémů. A kvantitativní růst aktivně pokračuje

Ne nadarmo došlo ve světě k výraznému nárůstu zájmu o procesy výroby bioplynu.

Jedná se o jednu z těch energetických možností, která je klasifikována jako alternativní zdroj a pro kterou vidí budoucnost, takže farmáři a manažeři bytových a komunálních služeb, majitelé soukromých farem a malých podniků vývoj technologií bedlivě sledují.

Závěry a užitečné video k tématu

Recenze jednotky na výrobu bioplynu, při jejíž výrobě je použita plastová nádrž o objemu 127 litrů. Vlastnosti zařízení a provozní tipy.

Zvláštní zájem o využití instalací se projevuje mezi majiteli restaurační a gastronomické sféry, kde téma zpracování potravinového odpadu zůstává aktuální. Na tomto základě je dobrá příležitost vytvořit levnou recyklaci organického odpadu ve prospěch farem. A konečně, technologie výroby biopaliv znamená skutečnou ochranu životního prostředí, což se nedá říci o výrobě jiných energetických nápojů.

Zajímá vás výroba biopaliv a chcete si ujasnit některé body? Zeptejte se v komentářích na kontroverzní otázky - naši odborníci se pokusí takové body objasnit.

Nebo možná znáte výrobu bioreaktoru a proces výroby bioplynu z první ruky? Podělte se o své praktické poznatky a svůj názor na tuto problematiku pod naším článkem – mnoho manažerů firem bude zajímat vaše zkušenosti a doporučení.

Komentáře návštěvníků
  1. Roman Uvarov

    Souhlasím, že je to velmi drahé a pracné. Jednou jsem však na Discovery viděl program, který hovořil o úspěchu takových zařízení na farmách ve Švédsku. Ale zatím je to podle mě v Rusku problematické a málo výnosné. Protože cena energie je poměrně nízká a efektivita takových zařízení ve vztahu k nákladům je sporná. Domnívám se, že zatím by to bylo vhodné pro domácí farmáře v těžko dostupných regionech (zejména v bažinatých oblastech), kde není plynovod, elektřina atd., a pak je třeba suroviny nějak zajistit. Ale nápad stojí za to.

    • Expert
      Amir Gumarov
      Expert

      Nepříliš přínosné pro malé zahradní pozemky s malým objemem hnoje.U velkých komplexů se stovkami tun to může mít smysl, ale nevidí důvod, proč něco dělat, když už vše funguje.

      • Magomed

        Pokud je plyn bez zápachu, jak můžete určit únik?

  2. Alexandr

    Biopalivo jako alternativa k zemnímu plynu se již dlouho používá v řadě zemí v průmyslovém měřítku. Děláme nesmělé pokusy o rozvoj výroby a provozu bioenergetických rostlin. Naši lidoví řemeslníci, jako vždy, před těžkým (na vzestupu) průmyslem, už je strhávají ze všech sil.

    Produktivita domácích instalací je nízká, ale pro farmáře jsou tak akorát. Na farmě se takto vzniklý plyn využije například v zimě k vytápění, ohřevu vody a přípravě krmiva. A sprcha pro lidi je sen dojičky.

  3. Vitalij

    Podle mého názoru je to přínosné. Je možné nejen hnůj, ale listí, trávu, seno, plevel, kuchyňský odpad a lidský odpad, místo žump v BSU a výstupem je hnojivo a plyn. Pokud je ve skleníku instalována bioplynová jednotka, pak přijde vhod i oxid uhličitý. Taky proč stavět nerentabilní větrné turbíny a k nim solární panely a baterie... Když si koupíte generátor, budete mít elektřinu a plyn jako vedlejší produkt a dobré hnojivo. Je to výnosnější než vedení potrubí do malých vesnic.

  4. Sergeji

    Zajímavé je, že nikdo nezkusil používat bolševník jako surovinu místo kukuřičné siláže...

  5. Vladimíre

    K vytvoření těchto instalací lze použít stavební systém TERMOMONOLIT a TERMOGENERAČNÍ STŘECHA z panelů TERMOMONOLIT může sloužit jako vytápění reaktoru, vody a vytápění domu jakékoli velikosti. Plyn se musí používat k určenému účelu: kamna, doplňování paliva do auta a elektřina.V tomto uspořádání bude plynu produkováno o něco více než normálně a teplota v reaktoru se může automaticky upravovat po celý rok.

    Přiložené fotografie:
Přidat komentář

Topení

Větrání

Elektrika