Hogyan készítsünk saját kezűleg biotüzelőanyagot trágyából otthoni körülmények között

A különféle nyersanyagok feldolgozásának modern technológiái lehetővé teszik a biotüzelőanyag trágyából történő, közvetlenül otthoni körülmények közötti előállításának sikeres megoldását. Sőt, a hulladékfeldolgozás új elveinek köszönhetően otthon, saját kezűleg előállított biotüzelőanyag mellett párhuzamosan műtrágyát is termelhetünk a mezőgazdasági növények számára.

És mi szükséges ehhez, valamint hogyan kell helyesen elkészíteni a bioreaktort – ezeket a kérdéseket részletesen megvizsgáljuk cikkünkben. Javaslatokat adunk a biogáz előállításához legjobb alapanyag kiválasztására, és elemezzük a kapott tüzelőanyag háztartási célokra történő felhasználásának sajátosságait.

Természetesen a legkönnyebb út a kész ipari berendezések megvásárlása. De magas áruk arra kényszeríti az embert, hogy saját kezűleg készített termelőrendszerek lehetőségét fontolgassa.

Röviden a biogáz meghatározásáról

A tudományos meghatározások szerint a biogáz a biológiai hulladék tömegének erjesztési folyamata során keletkező termék. Az erjedés terméke metán vagy hidrogén.

A metán (vagy hidrogén) képződése háromféle baktérium élettevékenységének eredményeként megy végbe:

• hidrolizáló;
• savképző;
• metánképző.

Minőségi erjedési terméknek tekintik azt a gázkeverék-összetételt, amelyben a metán 50–85%, a szén-dioxid 15–50%, a kén-hidrogén pedig kevesebb mint 5% arányban van jelen.

Nagyjából így néz ki az alternatív energia kinyerésének szerkezeti vázlata. Eközben a háztartásban hagyományos nyersanyagforrásokat használják, amełyek kiválóan alkalmasak az alternatív energia – a biotüzemanyag – előállítására.

Ezt a gázkeveréket szűrőkön vezetik át, hogy megtisztítsák a CO² és H²S jelenlététől, ezután tisza biológiai metán marad. Ez a gáz semiben nem különbözik a háztartási és ipari szférában használt földgáztól.

A minőségi biológiai gázkeverék előállításához szükséges nyersanyagok általában a következők:

• trágya és baromfi-trágya;
• szeszgyártás huladékai (cefre);
• sörgyártási melléktermékek (sörtörköly);
• üürülék és halászati huladék;
• répaszelet, háztartási huladék, fű és egyebek.

Ez csak egy része az összes felhasználható nyersanyagnak. De még ez a lista is mutatja, milyen változatos a nyersanyagok köre, hogy lehetővé tegye a biogáz-termelés folyamatos megvalósítását.

Biotüzemanyag-előállító berendezés, amelyet egy működő gazdaság szükségleteire gyártottak. Kisméretű állomás, de teljesen kielégíti egy magángazdaság igényeit.

A gázkeverék kihozatalának térfogat-mutatói közvetlenül függnek a felhasznált nyersanyag típusától és annak szárazanyag-tartalmától. Így ha szarvasmarha-trágyát használnak, egy tonna trágyából valójában 50–60 m³ biotüzemanyag nyerhető, amely akár 60% metánt is tartalmazz.

Úgy tartják, a legjobb nyersanyag a magas zsírtartalmú huladék. Egy tonna zsírhuladék feldolgozása a hagyományos biotüzemanyag-előállító berendezésen keresztül akár 1300 m³ gázkeveréket is eredményezhet, amelynek metántartalma eléri a 90%-ot.

Hogyan készítsünk feldolgozó mezőgazdasági modult?

Ahhoz, hogy huladékból biotüzemanyagot előállító rendszert készítsünk, legalább ismerni kell az ilyen eszközök működési elvét, és legyen fogalmunk a kapcsolási rajzokról.

Bioreaktor-berendezés sémája: 1 – bioreaktor; 2 – keverő; 3 – fűtőberendezés; 4 – szivattyú; 5 – szűrőelem; 6 – gázkompresszor; 7 – gáztartály; 8 – trágyagyűjtő; 9 – trágya (iszap) kivezetés; 10 – fűtésvezérlő pult

Vizsgáljuk meg mindkettőt, de meg kell jegyezni: egy teljes értékű berendezés megépítése meglehetősen körülményes és költséges. Otthoni körülmények között általában csak a feldolgozó állomásokhoz hasonló valami készíthető. Ennek ellenére néhány próbálkozás sikeres lehet.

A biológiai berendezés működési elve

A bioüzemanyag előállításának technológiája általában a következő rendszerszemléletet támogatja:

1. A bioreaktort (tartályt) megtöltik trágyával.
2. A reaktorban meghatározott ideig erjesztési folyamat zajlik.
3. Gázközeg képződik.
4. A gázok elvezetése történik a reaktorból.
5. A gázkeveréket megtisztítják és üzemanyagként történő felhasználásra irányítják.

A kimeneten kapott gázkeverék összetételét a különböző anyagokkal való meglehetősen magas telítettség jellemzi. A legnagyobb arányban metán (60%), szén-dioxid (35%) és egyéb anyagok, köztük hidrogén-szulfid (5%) található.

Így néz ki a gázok eloszlásának diagramja: 1 – metántartalom kb. 63-65%; 2 – szén-dioxid tartalom kb. 30-33%; 3 – hidrogén-szulfid tartalom kb. 2%; 4 – ammóniatartalom kb. 1%; 5 – hidrogéntartalom kb. 1%.

Eközben a házi gyártású gázképző állomás hatékony működéséhez jelentős mennyiségű állati élettevékenységi hulladékra van szükség.

Ezért a bioüzemanyag otthoni (nyaralói) körülmények közötti előállítása problémájának megoldásában az első dolog, amire figyelni kell, az a feldolgozó berendezéshez szükséges nyersanyagforrások megléte.

Bioreaktor készítése saját kezűleg

A nyersanyagforrások meghatározása után dönteni kell az otthoni (vagy nyaralói) bioreaktor elhelyezési területéről. A reaktor egy hermetikusan zárt edény, elég erős, térfogata a napi trágya bemenő mennyiség alapján számítva (tájékoztatásul: 100 m³ gázkeverék előállításához körülbelül 1 tonna trágya szükséges).

A trágyafajta és a kapott biogáz mennyiségének arányát bemutató táblázat

Táblázat, amely bemutatja az egyes biológiai hulladékfajták hatékonyságát a kapott gáz térfogata szempontjából. A táblázatból látható, hogy a leghatékonyabb a sertéstrágya, amely képes a legnagyobb mennyiségű bioüzemanyag előállítására.

Egy ilyen tartályt erős alapra kell helyezni, elzáró szerelvényekkel és egyéb technikai tartozékokkal felszerelni a klasszikus séma szerint. Az edény felső részét célszerű levehetőre készíteni, csavaros rögzítésekkel és tömítő tömítéssel.

A ciklus folyamatosságának biztosítása érdekében a gyűjtőtartályt mesterséges fűtési modullal kell ellátni. Ha nyáron a trágya erjedésének hatékonyságát és a gázképződés sebességét teljes mértékben biztosítják a külső hőmérsékleti viszonyok, télen a helyzet megváltozik.

Téli üzemeltetéshez a bioreaktort mesterségesen kell fűteni, mivel az erjesztő baktériumok tevékenysége már 4-10 °C-on megszűnik. Ezért a tartálynak kiváló minőségű hőszigeteléssel kell rendelkeznie. Erre a célra jól megfelel a klasszikus ásványgyapotos szigetelés.

Szemléletes példa a bioreaktor téli üzemeltetéshez való szigetelésére. Szigetelőanyagként itt ásványgyapotot használtak. A gyapotréteget felül fóliázott anyag borítja.

A fűtés megszervezésére több lehetőség van. Például elektromos fűtőtestek vagy vízköpenyes fűtési rendszer alkalmazása.

A fűtőkör teljesítményét a reaktorban uralkodó optimális, 25-40 °C-os hőmérséklet alapján kell meghatározni, ami a biomassza hatékony erjedéséhez szükséges.

A fűtőtesteken kívül a biomassza erjedési aktivitását a pangás mértéke is befolyásolja. Lényegében a tartályban a trágyaalapanyagnak folyamatos mozgásban kell lennie. A biomassza mozgása fokozza az erjedési folyamatot és lerövidíti a gázkomponens kinyerésének idejét.

Nyári berendezés változata trágya feldolgozására és bioüzemanyag előállítására. Ebben az esetben a fűtés egy betonból készült vízfürdő formájában van kialakítva, amelybe a reaktortartályt merítik. Ez a berendezés azonban télen nem üzemeltethető.

A mozgás megszervezésének feladata a bioreaktor szerkezetébe beépített speciális mechanikus keverővel oldható meg. Ennek az eszköznek a tengelye egy lassú fordulatszámú motor tengelyéhez csatlakozik, amely a forgatást végzi. A keverési folyamat be- és kikapcsolása történhet kézi vagy automatikus módon.

Weboldalunkon van egy másik cikk is, amelyben útmutató található a berendezés elkészítéséhez a családi ház biogáz igényeinek kielégítésére.

A biogáz és műtrágya előállításának folyamata

A bioüzemanyag előállítására szolgáló rendszer konstrukciója technológiailag előírja az edény megtöltését trágyával körülbelül 1/3-ig. A trágya bejuttatásához egy hermetikusan záródó ajtóval ellátott beöltőnyílás készül. A bioreaktor felső, szabadon maradó része a felszabaduló gázok összegyűjtésére szolgál.

Házi kivitelezésű miniatűr bioreaktor, amely egy átlagos 200 literes hordó felhasználásával készült. Elvileg a szerény bioüzemanyag-szükségletek kielégítésére magángazdaságban is jól alkalmazható. Ez az a szerkezet, amit otthoni körülmények között is meg lehet építeni a bioüzemanyag előállításához.

A tartály felső és alsó szintjén kiömlőnyílásokat kell kialakítani. A tetején – gázkivezetés, alul pedig kiömlés a kezelt trágya (trágyalé) leeresztéséhez. Emellett a tartály felső részének közelében ajánlott egy betekintő ablakot felszerelni a folyamat megfigyeléséhez.

A gázkeverék kivezető csőcsonkja tömített csővel csatlakozik ahhoz a berendezéshez, amely egyidejűleg ellátja a szeparátor és a hidraulikus zár funkcióit. A kapcsolathoz kis átmérőjű (25-32 mm) csövet (fém vagy polietilén) használnak.

Maga a szeparátor egy viszonylag kis űrtartalmú, vízzel töltött edény. A vízrétegen áthaladó gáz megtisztul, majd a gáztartályba kerül, ahonnan továbbítják a fogyasztókhoz.

Példa a kétfokozatú szeparátor – a bioreaktorból érkező gázkeverék bevezetésére szolgáló hidraulikus zár – felépítésére. Ez a szűrési megoldás lehetővé teszi a minőségileg megtisztított termék előállítását.

A reaktor alsó csőcsonkját (a feldolgozott trágya – iszap – kivezetéséhez) érdemes a lehető legnagyobb átmérőjűre készíteni. Ehhez elzáró szerelvényt (tolózár) csatlakoztatnak, és egy elágazást vezetnek az izapgyűjtő tartályhoz. A feldolgozott massza a gazdaságban sikeresen felhasználható trágyaként.

A szükséges tartálytérfogat meghatározásával, valamint a bioreaktor hatékonyságának számításával és a biogáz alkalmazásának célszerűségével kapcsolatos részletes információkat a következő cikkben tárgyaltuk.

Milyen összetételű legyen a trágyatömeg?

A bioreaktorba betöltött trágyát nem szabad egyszerűen bármilyen minőségben alkalmas nyersanyagnak tekinteni. Az anyag összetétele alapvető jelentőséggel bír az erjedési folyamat szempontjából. A gyakorlatban megfigyelték, hogy a szubsztrát részecskéinek csökkentése a folyamat jobb hatékonyságával jár.

A szubsztrát kifejezett rostossága és a baktériumok érintkezési felületének növekedése – ezek a fő kritériumok, amelyek elősegítik a trágya gyors lebomlását. Ebben az állapotban a trágya nyersanyag melegítés és keverés hatására nem képez üledéket vagy felületi réteget, ami jelentősen leegyszerűsíti a gázkeverék szűrését.

A trágya előkészítése a reaktorba történő betöltéshez. Ennek az eljárásnak nem kisebb figyelmet szentelnek, mint bármi másnak, ha rövid idő alatt jelentős mennyiségű bioüzemanyagot kívánnak előállítani.

A nyersanyag aprításának mértéke határozza meg az erjedés időtartamát, ami viszont hatást gyakorol a nyerhető gáz térfogatára. Így az erjedés idejének csökkentéséhez jól kell aprítani a nyersanyagot: minél jobb az aprítás minősége, annál rövidebb az erjedési időszak.

A biogáz háztartási célú felhasználásának sajátosságai

Ennek az energiaforrásnak a felhasználási területe meglehetősen széles. A biogáz tüzelőanyagként való hasznosításával elektromos energiát állítanak elő, forró vizet vagy gőzt nyernek. Számos gyakorlati példa van arra, hogy a bioüzemanyaggal autókat tankolnak.

Ahhoz azonban, hogy a gazdaságban ne merüljenek fel problémák az ilyen tüzelőanyag használatakor, rendkívül fontos a nyert biogáz tárolásának kialakítása, kijelölve a gáztartály megfelelő helyét a telken.

Az ilyen típusú biogázüzemek olyan berendezések, amelyeknek köszönhetően megnyílnak a hulladékmentes termelés lehetőségei. E tekintetben Nyugat-Európa egyes országai sikeres példát mutatnak.

Például Dániában ennek a tüzelőanyag-fajtának a termelése elérte az ország teljes energiaforrásainak csaknem 20%-át. A világ nagy régióiban – Indiában és Kínában – a biogázüzemek száma százezres nagyságrendű.

Erőteljes ipari bioüzemanyag-kitermelő üzemek. Az ilyen szerkezetek képesek teljes mértékben bioüzemanyaggal ellátni a nagy mezőgazdasági struktúrákat. Világszerte hatalmas mennyiségű ilyen rendszert használnak. És a mennyiségi növekedés aktívan folytaódik.

Nem vétlenül tpasztalható jlentős érdklődésnövekedés vlágsrte a biogáz-temlés folyamata iránt.

Ez a energiaágaat egyik olyan lőősé, amlyt altrnatív frrás kőé srlnak, é aly möött a jövőt látják, zért a gádálkók, a kőzműszlgáltató vztői, a magángaságnk és ksvállainak tulajdnosai figyelemmel kísérik a technlógia fjlődéét.

Következtetések és hasznos vidéó a témából

A biogáz-termeléshez használt egység áttekintése, amelynek gyártásához 127 literes műanyag tartályt használtak. A készülék jellemzői és üzemeltetési tanácsok.

Különös érdeklődés mutatkozik a berendezések alkalmazása iránt az éttermi és gasztronómiai szféra tulajdonosai körében, ahol továbbra is aktuális az élelmiszer-maradékok feldolgozásának témája. Ezen az alapon jó lehetőség van olcsó szerves hulladék-hasznosítás létrehozására a gazdaságok hasznára. Végül, a bioüzemanyag-termelés technológiája a környezet valós védelmét szolgálja, ami nem mondható el más energiaágazatok termeléséről.

Érdekli önt a bioüzemanyag készítése, és szeretne néhány részletet tisztázni? Tegye fel vitás kérdéseit a hozzászólásokban – szakértőink megpróbálják tisztázni ezeket a pontokat.

Vagy talán ön nem csak hallomásból ismeri a bioreaktor készítését és a biogáz nyerésének folyamatát? Ossza meg gyakorlati tudását és véleményét ezzel kapcsolatban cikkünk alatt – sok gazdálkodónak érdekes lesz ön tapasztalata és ajánlásai.