Jak vyrobit bioreaktor vlastními rukama

Neustálé zvyšování nákladů na tradiční energii tlačí domácí řemeslníky, aby vytvořili domácí zařízení, které jim umožní vyrábět bioplyn z jejich vlastních rukou. S tímto přístupem k úklidu je možné nejen získat levnou energii pro vytápění domu a další potřeby, ale také zahájit proces využití organického odpadu a získávání volných hnojiv pro následnou aplikaci do půdy.

Přebytek vyrobeného bioplynu, stejně jako hnojiva, lze realizovat za tržní hodnotu pro spotřebitele, kteří o to mají zájem, a přeměnit v peníze, co doslova „leží pod vašimi nohama“. Velcí zemědělci si mohou dovolit koupit hotové bioplynové stanice namontované v továrně. Náklady na takové vybavení jsou poměrně vysoké. Návratnost jeho provozu však odpovídá provedeným investicím. Méně výkonná zařízení pracující na stejném principu mohou být sestavena samostatně z dostupných materiálů a dílů.

Co je to bioplyn a jak se vytváří

Bioplyn je palivo šetrné k životnímu prostředí. Díky svým vlastnostem se biogeny z velké části sbližují se zemním plynem vyráběným v průmyslovém měřítku. Představte si technologii výroby bioplynu takto:

• ve speciálním kontejneru zvaném bioreaktor probíhá proces zpracování biomasy za účasti anaerobních bakterií za podmínek bezvzduchové fermentace po určitou dobu, jejichž trvání závisí na objemu naložených surovin;
• v důsledku toho se vytvoří plynná směs, která se skládá z 60% metanu, 35% - oxidu uhličitého, 5% - z jiných plynných látek, mezi nimiž je malé množství sirovodíku;
• výsledný plyn je neustále vypouštěn z bioreaktoru a po čištění je odeslán pro správné použití;
• Recyklovaný odpad, který se stal vysoce kvalitním hnojivem, je pravidelně odstraňován z bioreaktoru a transportován na pole.

Aby mohla být výroba bioplynu zavedena doma v nepřetržitém režimu, je třeba vlastnit nebo mít přístup k zemědělským a živočišným podnikům. Je ekonomicky životaschopné vyrábět bioplyn, pouze pokud existuje zdroj bezplatného zásobování hnojem a jiným organickým odpadem z chovu zvířat.

Plynové vytápění zůstává nejspolehlivějším způsobem vytápění. Více o autonomním zplyňování se můžete dozvědět v následujícím materiálu:https://neo.aquatechn.com/cs/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Druhy bioreaktorů

Zařízení na výrobu bioplynu se liší v druhu plnění surovin, sběru získaného plynu, umístění reaktoru vzhledem k povrchu Země, materiálu výroby. Beton, cihla a ocel jsou nejvhodnější materiály pro konstrukci bioreaktorů.

Podle typu nakládky se rozlišují biologická zařízení, do nichž se naloží daná část suroviny a proběhne cyklus zpracování, a poté se zcela vyloží. Produkce plynu v těchto závodech je nestabilní, ale lze do nich naložit jakýkoli druh suroviny. Zpravidla jsou svislé a zabírají málo místa.

Část organického odpadu je denně naložena do systému druhého typu a část hotových fermentovaných hnojiv o stejném objemu je vyložena. Pracovní směs zůstává vždy v reaktoru. Instalace tzv. Kontinuálního nakládání stabilně produkuje více bioplynu a je velmi oblíbená mezi farmáři. V zásadě jsou tyto reaktory umístěny vodorovně a jsou vhodné v přítomnosti volného místa na místě.

Vybraný typ sběru bioplynu určuje konstrukční vlastnosti reaktoru.

• balónkové systémy sestávají z gumového nebo plastového tepelně odolného balónu, ve kterém je kombinován reaktor a držák plynu. Výhodou tohoto typu reaktoru je jednoduchost konstrukce, nakládání a vykládání surovin, snadné čištění a přeprava, nízké náklady. Nevýhody zahrnují krátkou životnost, 2-5 let, možnost poškození v důsledku vnějších vlivů. Cisternové reaktory zahrnují také kanálové elektrárny, které jsou v Evropě široce využívány pro zpracování tekutého odpadu a odpadních vod. Taková pryžová horní část je účinná při vysokých okolních teplotách a nehrozí žádné poškození válce. Konstrukce s pevnou kupolí má plně uzavřený reaktor a kompenzační kapacitu pro vypouštění kalu. Plyn se hromadí v kupole, když je naložena další část surovin, je zpracovaná hmota tlačena do vyrovnávací nádrže.
• Biosystémy s plovoucí kopulí se skládají z monolitického bioreaktoru umístěného pod zemí a pohyblivé nádrže na plyn, která vznáší ve speciální vodní kapse nebo přímo v přívodu a stoupá pod vlivem tlaku plynu. Výhodou plovoucí kupole je snadné použití a schopnost určit tlak plynu z výšky kupole. To je skvělé řešení pro velkou farmu.
• Při výběru podzemního nebo instalačního místa nad povrchem je třeba vzít v úvahu sklon reliéfu, který usnadňuje nakládku a vykládku surovin, zvyšuje tepelnou izolaci podzemních struktur, která chrání biomasu před denními teplotními výkyvy a proces fermentace je stabilnější.

Konstrukce může být vybavena dalšími zařízeními pro ohřev a míchání surovin.

Je nákladově efektivní vyrobit reaktor a využívat bioplyn

Výstavba bioplynové stanice má následující cíle:

• levná výroba energie;
• výroba snadno stravitelných hnojiv;
• úspory při připojení k drahým kanalizacím;
• zpracování domácího odpadu;
• možný zisk z prodeje plynu;
• snižování intenzity nepříjemných pachů a zlepšování stavu životního prostředí v území.

Pro vyhodnocení výhod výstavby bioreaktoru by měl štíhlý hostitel zvážit následující aspekty:

• náklady na biostation jsou dlouhodobou investicí;
• domácí bioplynové zařízení a instalace reaktoru bez zapojení odborníků třetích stran budou mnohem levnější, ale jeho účinnost je nižší než účinnost drahých továrních;
• Aby byl udržen stabilní tlak plynu, musí mít zemědělec přístup k odpadu z živočišné výroby v dostatečném množství a po dlouhou dobu. V případě vysokých cen elektřiny a zemního plynu nebo nedostatečného zplyňování se použití zařízení stává nejen výnosným, ale také nezbytným;
• pro velké farmy s vlastní surovinovou základnou bude začlenění bioreaktoru do systému skleníků a chovů skotu výnosným řešením;
• pro malé farmy lze účinnost zvýšit instalací několika malých reaktorů a nakládáním surovin v různých časových intervalech. Tím se zabrání přerušení plynu s nedostatkem suroviny.

Chcete-li se dozvědět, jak vybavit vytápění v soukromém domě bez plynu, klikněte zde:https://neo.aquatechn.com/cs/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Jak postavit bioreaktor na vlastní pěst

Rozhodnutí o konstrukci bylo učiněno, nyní musíme navrhnout instalaci a vypočítat potřebné materiály, nástroje a vybavení.

Důležité! Odolnost vůči agresivnímu kyselému a alkalickému prostředí je hlavním požadavkem na materiál bioreaktoru.

Pokud je k dispozici kovová nádrž, může být použita s ochranným nátěrem proti korozi. Při výběru nádoby z kovu dávejte pozor na přítomnost svarů a jejich pevnost.

Trvanlivou a pohodlnou volbou je polymerní nádrž. Tento materiál se nerozkládá a nehrdzaví. Hlaveň se silnými pevnými stěnami nebo vyztužená dokonale vydrží zatížení.

Nejlevnější způsob je uspořádání kontejnerů z cihel nebo kamene, betonových tvárnic. Pro zvýšení pevnosti jsou stěny vyztuženy a potaženy dovnitř a ven vícevrstvou hydroizolací a plynotěsnou vrstvou. Náplast by měla obsahovat přísady, které poskytují stanovené vlastnosti. Nejlepší tvar, který vydrží všechna tlaková zatížení, je oválný nebo válcový.

Na základně této nádrže je vytvořen otvor, skrz který budou odstraněny použité suroviny. Tento otvor by měl být pevně uzavřen, protože systém funguje efektivně pouze v uzavřených podmínkách.

Výpočet potřebných nástrojů a materiálů

K rozložení cihlového kontejneru a zařízení celého systému bude zapotřebí následujících nástrojů a materiálů:

• nádrž na míchání cementové malty nebo míchačky betonu;
• vrták s tryskovou míchačkou;
• drcený kámen a písek pro odvodnění podložku;
• lopata, metr, stěrka, stěrkový nůž;
• cihla, cement, voda, jemný písek, výztuž, změkčovadlo a další potřebné přísady;
• Svařovací stroje a spojovací prvky pro instalaci kovových trubek a příslušenství;
• vodní filtr a nádoba s kovovými hoblinami pro čištění plynu;
• Pneumatické válce nebo standardní propanové válce pro skladování plynu.

Velikost betonové nádrže je stanovena z množství organického odpadu, který se objevuje denně na soukromé farmě nebo farmě. Plnohodnotný provoz bioreaktoru je možný, pokud je naplněn dvěma třetinami dostupného objemu.

Stanovme objem reaktoru pro malou soukromou ekonomiku: pokud existuje 5 krav, 10 prasat a 40 kuřat, vytvoří se v den jejich životní činnosti vrh 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Aby se kuřecí trus dostal na požadovanou vlhkost 85%, přidejte 5 litrů vody. Celková hmotnost = 331,8 kg. Pro zpracování do 20 dnů je nutné: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - asi 7 kubických metrů pouze pro substrát. Jedná se o dvě třetiny požadovaného objemu. K dosažení výsledku potřebujete 7x1,5 = 10,5 metrů krychlových. Získaná hodnota je nezbytný objem bioreaktoru.

Pamatujte, že dostat velké množství bioplynu do malých nádob nebude fungovat. Výstup přímo závisí na množství organického odpadu zpracovaného v reaktoru. Abychom získali 100 kubických metrů bioplynu, je nutné zpracovat tunu organického odpadu.

Příprava místa pro bioreaktorové zařízení

Zdarma biopalivo na místě musíte vybrat místo pro stavbu železobetonových nádrží, které budou sloužit jako bioreaktor.

Optimální umístění je vybráno z obytných prostor, míst pro zvířata. Sklad pro skladování surovin může být blízko. Měl by brát v úvahu úroveň podzemní vody a pohodlí nakládky a vykládky biomasy. Výhodně místo pro přepravu surovin.

Ekonomické umístění reaktorové nádoby je postavit ji pod úrovní terénu. Velmi pohodlný je také sklon terénu. Tím se sníží náklady na tepelnou izolaci a usnadní se nakládání organického substrátu.

Spolehlivost konstrukce a trvanlivost reaktoru závisí na přípravě dna a stěn jímky pro nádrž. Stěny jsou vyztuženy a utěsněny plastovými, betonovými a polymerními kroužky. Důležité a důkladné oteplování. Jako levná izolace, sláma, jíl, suchý hnoj a struska se používají improvizované materiály.

Montáž a instalace

Chcete-li ušetřit rozpočet, je optimální namontovat jednoduchý a spolehlivý design bez zvonků a píšťalek a poté, během provozu a když se objeví finanční příležitosti, přidat další prvky pro vytápění, automatizaci a kontrolu.

Podrobné pokyny k montáži a instalaci bioreaktoru pomohou při instalaci instalace sami.

1. Vykopejte jámu, nalijte vyrovnávací vrstvu písku na dno, položte celou jámu s PVC fólií, poté nalijte tepelně izolační vrstvu z expandovaného jílu, slámy, zarovnejte ji s horizontem. Namontujte potrubí pro nakládání a vykládání substrátu. Průměr trubek pro suroviny musí mít průměr nejméně 300 mm, jinak se ucpají.
2. Položte cihlový kontejner nebo nainstalujte hotový. Izolujte boční stěny reaktoru potažením jílem a slámou v několika vrstvách nebo použitím moderních ohřívačů, například polystyrenové pěny, pěnové polyuretanové pěny.
3. Chcete-li drenážní soustavy zemního plynu, sestávající z vertikálních trubek s velkým počtem otvorů v těle. Takový systém nahradí směšovače.
4. Zakryjte vnější vrstvu naloženého bio-materiálu speciální fólií, aby se vytvořil malý přetlak a hromadil se bioplyn pod kupolí. Nainstalujte kopuli, která by měla být vzduchotěsná, a nahoře na výstupu potrubí plynu, filtry pro čištění vzduchotěsného otvoru, vodotěsnost. Plyn se hromadí a ukládá do speciálních plynových vaků.

Spuštění bioreaktoru

1. Aby bioreaktor fungoval efektivně, musí být naložen surovinami na 2/3 objemu, což je teplota nezbytná pro působení bakterií, takže násypka na biomasu by měla být umístěna na slunné straně, aby se zahřála.
2. Naplnění nového a odebrání použitého organického substrátu je levnější a snáze proveditelné podle principu přetečení, tj. zvýšení hladiny organické hmoty uvnitř reaktoru při zavádění nové části odstraní substrát skrz vypouštěcí trubku v objemu, který se rovná objemu přiváděného materiálu.
3. Stáhněte si dávku bakterií. Pokud je to nutné, znovu jej zahřejte.

Opravte odstranění plynu z bioreaktoru

Plyn získaný během kvašení organických látek je odstraňován zvláštním otvorem vytvořeným v konstrukci horní části víka, který pevně uzavírá nádrž. Aby se vyloučila možnost směšování bioplynu se vzduchem, je nutné zajistit jeho odstranění přes vodní zámek (vodní zámek).

Tlak plynné směsi uvnitř bioreaktoru je možné regulovat pomocí uzávěru, který by měl stoupat s přebytkem plynu, tj. Hrát roli uvolňovacího ventilu. Jako protizávaží můžete použít běžnou hmotnost. Je-li tlak normální, produkovaný plyn bude protékat výstupním potrubím do plynové nádrže a po cestě bude čištěn ve vodě.

Provozní řád a bezpečnost

Neustálé nakládání pravidelných šarží a vykládání hotových hnojiv, kontrola fermentačních podmínek, zajistí správnou funkci zařízení na výrobu bioplynu.

Specializované firmy prodávají šarže organicky fermentujících bakterií za účelem produkce bioplynu.

Existují mesofilní, termofilní a psychrofilní bakterie. Úplná fermentace organických látek za účasti termofilních bakterií proběhne za 12 dní. Mezofilní bakterie pracují pomaleji, zpracovávají suroviny za 20 dní.

Biomasa v reaktoru musí být míchána nejméně dvakrát denně, jinak se na povrchu vytvoří kůra, která zabrání volnému výstupu bioplynu. V chladném období by měl být reaktor zahříván a udržovat optimální teplotu pro nejvyšší výkon produktu.

Není těžké udělat krb pro byt pomocí čistých paliv, pokud existuje náležitá touha a příslušné pokyny. Podrobnosti:https://neo.aquatechn.com/cs/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Organická směs naložená do reaktoru by neměla obsahovat antiseptika, detergenty, chemikálie škodlivé pro život bakterií a zpomalující produkci bioplynu.

Důležité! Bioplyn je hořlavý a výbušný.

Aby bioreaktor fungoval správně, musí být dodržována stejná pravidla jako pro jakékoli plynové zařízení. Pokud je zařízení těsné, bioplyn je včas odváděn do plynové nádrže, pak nebudou žádné problémy.

Pokud tlak plynu přesáhne normu nebo se v případě úniku otráví, existuje nebezpečí výbuchu, proto se do reaktoru doporučuje instalovat snímače teploty a tlaku. Vdechování bioplynu je také škodlivé pro lidské zdraví.

Jak zajistit aktivitu biomasy

Proces fermentace biomasy můžete urychlit zahřátím. V jižních oblastech tento problém zpravidla nevzniká. Okolní teplota je dostatečná pro přirozenou aktivaci fermentačních procesů. V oblastech s těžkými klimatickými podmínkami v zimě, bez vytápění, je obecně nemožné provozovat bioplynovou stanici. Nakonec fermentační proces začíná při teplotě přesahující značku 38 stupňů Celsia.

Existuje několik způsobů, jak uspořádat vytápění nádrže na biomasu:

• připojte cívku umístěnou pod reaktorem k topnému systému;
• instalovat elektrické topné prvky do dna nádrže;
• zajistit přímé ohřev nádrže pomocí elektrických ohřívačů.

Bakterie, které ovlivňují produkci metanu, jsou v klidu v samotném krmivu. Jejich aktivita stoupá při určité teplotě. Instalace automatizovaného systému vytápění zajistí normální průběh procesu. Automatizace zapne topné zařízení, když další studená strana vstoupí do bioreaktoru, a poté ji vypne, když se biomasa zahřeje na předem stanovenou úroveň teploty.

Tyto systémy pro regulaci teploty jsou instalovány v kotlích, takže je lze zakoupit v obchodech se specializací na prodej plynových zařízení.

Je důležité poznamenat, že je možné aktivovat výrobu bioplynu doma smícháním biomasy v reaktoru. Za tímto účelem je vyrobeno zařízení, které je konstrukčně podobné mixéru pro domácnost. Zařízení může být uvedeno do pohybu hřídelí, která je vedena ven otvorem umístěným ve víku nebo stěnách nádrže.

Jaká zvláštní oprávnění jsou vyžadována pro instalaci a používání bioplynu

Aby bylo možné postavit a provozovat bioreaktor a využívat získaný plyn, je nutné ve fázi návrhu postarat se o získání nezbytných povolení. Schválení musí být provedeno s plynárenskou službou, hasiči a Rostekhnadzorem.Obecně platí, že pravidla pro instalaci a provoz jsou podobná pravidlům pro používání konvenčních plynových zařízení. Konstrukce musí být provedena přísně podle SNIP, všechny potrubí musí být žluté a musí mít odpovídající označení. Hotové systémy vyráběné v továrně jsou mnohokrát dražší, ale mají všechny podpůrné dokumenty, které splňují všechny technické požadavky. Výrobci poskytují záruku na zařízení a provádějí údržbu a opravy svých výrobků.

Domácí bioplynová stanice může ušetřit náklady na energii, které zaujímají velký podíl na určování nákladů na zemědělské produkty. Snížení výrobních nákladů ovlivní zvýšení ziskovosti hospodářství nebo soukromého statku. Nyní, když víte, jak získat bioplyn ze stávajícího odpadu, zbývá jen tento nápad uvést do praxe. Mnoho farmářů se již dlouho naučilo, jak vydělávat peníze z hnoje.