Como fazer biocombustível com as próprias mãos a partir de esterco em casa

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

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 e analisaremos as características de utilização do combustível resultante para as necessidades domésticas.

Claro, a maneira mais fácil é comprar plantas industriais prontas. No entanto, seu alto custo nos obriga a considerar opções para fabricarmos nós mesmos sistemas de produção.

Resumidamente sobre a definição de biogás

Segundo definições científicas, o biogás é um produto obtido a partir do processo de fermentação de uma massa de resíduos biológicos. Neste caso, o produto da fermentação é metano ou hidrogênio.

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

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

Um produto de fermentação de alta qualidade é considerado a composição de uma 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.

É mais ou menos assim que se parece o diagrama de blocos da produção de energia alternativa. Neste caso, são utilizadas fontes tradicionais de matérias-primas domésticas, adequadas para a produção de energia alternativa - os biocombustíveis

Esta mistura de gases é passada através de filtros para remover a presença de CO² e H²S, após o qual permanece metano biológico puro. Esse gás não é diferente do gás natural utilizado em aplicações domésticas e industriais.

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

• esterco e excrementos de pássaros;
• resíduos da produção de álcool ( vinhaça );
• excedente de produção cervejeira (grãos de cerveja);
• matéria fecal e resíduos de peixes;
• polpa de beterraba, lixo doméstico, grama, etc.

Esta é apenas uma parte de todas as matérias-primas permitidas para uso. Mas mesmo esta lista mostra o quão diversificada é a lista de matérias-primas para poder estabelecer a produção de biogás de forma contínua.

Uma planta de produção de biocombustíveis customizada para as necessidades de uma das muitas fazendas existentes. A estação é pequena em volume, mas atende plenamente as necessidades da agricultura privada

O rendimento volumétrico da mistura gasosa depende diretamente do tipo de matéria-prima utilizada e do teor de substâncias secas nela contidas. Portanto, se você usar esterco de gado nos negócios, poderá obter de 50 a 60 m com uma tonelada de esterco.³ biocombustíveis, contendo até 60% de metano.

Acredita-se que as melhores matérias-primas sejam os resíduos com alto teor de gordura. O processamento de uma tonelada de resíduos de gordura através de uma planta clássica de produção de biocombustíveis pode produzir até 1.300 m3³ mistura de gases, onde o teor de metano chega a 90%.

Como fazer um módulo de processamento agrícola?

Para fazer um sistema de processamento de resíduos em biocombustível, é necessário, no mínimo, conhecer o princípio de funcionamento de tais dispositivos, bem como compreender os circuitos.

Esquema da instalação do biorreator: 1 – biorreator; 2 – agitador; 3 – aquecedor; 4 – bomba; 5 – elemento filtrante; 6 – compressor de gás; 7 – tanque de gasolina; 8 – coletor de esterco; 9 – rendimento de fertilizantes (lodo); 10 – painel de controle de aquecimento

Consideremos ambos, mas deve-se notar: a construção de uma instalação completa é bastante problemática e cara. Em casa, via de regra, você só pode fazer algo parecido com estações de reciclagem. No entanto, algumas tentativas são bem-sucedidas.

O princípio de funcionamento da bioinstalação

A tecnologia de produção de biocombustíveis geralmente apoia a seguinte abordagem sistêmica:

1. O biorreator (contêiner) é carregado com esterco.
2. Durante um certo tempo, ocorre um processo de fermentação dentro do reator.
3. Um ambiente gasoso é formado.
4. Os gases estão sendo removidos do reator.
5. A mistura de gases é purificada e enviada para uso como combustível.

A composição da mistura gasosa resultante é caracterizada por uma saturação bastante elevada de várias substâncias. O maior componente percentual é o metano (60%), dióxido de carbono (35%) e outras substâncias, incluindo sulfeto de hidrogênio (5%).

O diagrama de distribuição dos gases de mistura é assim: 1 – o teor de metano é de cerca de 63-65%; 2 – teor de dióxido de carbono cerca de 30-33%; 3 – teor de sulfeto de hidrogênio aproximadamente 2%; 4 – teor de amônia cerca de 1%; 5 – teor de hidrogênio cerca de 1%

Entretanto, para o funcionamento eficaz de uma estação formadora de gás de produção doméstica, são necessárias reservas significativas de resíduos de representantes do mundo animal.

Portanto, a primeira coisa que você deve prestar atenção ao resolver o problema de obtenção de biocombustível em casa (país) é a disponibilidade de fontes de matéria-prima para a planta de processamento.

Fazendo um biorreator com suas próprias mãos

Tendo decidido sobre as fontes de matérias-primas, em seguida você precisa decidir sobre a localização do biorreator doméstico (ou país). O reator em si é um recipiente selado, bastante durável, com volume baseado na ingestão diária de matéria-prima de esterco para processamento (para referência: receber 100 m³ mistura de gases requer aproximadamente 1 tonelada de esterco).

Tabela da relação entre o tipo de esterco e a quantidade de biogás produzido

Tabela que mostra a eficácia de um determinado tipo de resíduo biológico em termos do volume de gás produzido. Como pode ser visto na tabela, o mais eficaz é o esterco de porco, que pode produzir a maior quantidade de biocombustível

Tal contêiner deverá ser instalado sobre uma base sólida, equipado com válvulas de corte e outros apetrechos técnicos de acordo com o esquema clássico. É aconselhável tornar a parte superior do vaso removível, com parafusos de fixação e junta de vedação.

Para garantir a continuidade do ciclo, o acumulador deve estar equipado com um módulo de aquecimento artificial. Se no verão a eficiência da fermentação do esterco e a taxa de formação de gases são totalmente garantidas pelas condições externas de temperatura, no inverno a situação muda.

Para o funcionamento do biorreator no inverno, é necessário aquecimento artificial, dada a cessação da atividade das bactérias fermentadoras já a 4-10 °C acima de zero. Conseqüentemente, o contêiner deve ter isolamento térmico de alta qualidade. O método clássico de isolamento com lã mineral é adequado para isso.

Um bom exemplo de isolamento de um biorreator para operação no inverno. A lã mineral foi utilizada como material isolante. A camada superior de algodão é coberta com material laminado

Existem várias opções para organizar o aquecimento. Por exemplo, a utilização de resistências elétricas ou sistema de aquecimento de água (camisa d'água).

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

Além dos aquecedores, a atividade fermentativa da biomassa é influenciada pelo grau de sua estagnação. Essencialmente, dentro do tanque, o esterco deve estar em constante movimento. A movimentação da biomassa potencializa o processo de fermentação e reduz o tempo de obtenção do componente gasoso.

Opção de instalação de verão para processamento de esterco e produção de biocombustível. Neste caso, o aquecimento é feito na forma de um banho-maria de concreto no qual é imerso o tanque do reator. No entanto, esta instalação não pode ser utilizada no inverno.

O problema de organização do movimento é resolvido com a introdução de um agitador mecânico especial no projeto do biorreator. O eixo deste dispositivo está conectado ao eixo de um motor de baixa velocidade, que realiza a ação de rotação. Ligar e desligar o processo de mixagem pode ser feito manualmente ou automaticamente.

Temos outro artigo em nosso site que fornece instruções de instalação obter biogás para as necessidades de uma residência particular.

Processo de produção de biogás e fertilizantes

O projeto do sistema de produção de biocombustível em casa envolve tecnologicamente carregar o navio com esterco até aproximadamente 1/3 da capacidade. Para carregar o esterco, é feita uma escotilha de carregamento com porta hermeticamente fechada. A área superior livre restante do biorreator é utilizada para o acúmulo dos gases liberados.

Um biorreator em miniatura caseiro feito com base em um barril comum de 200 litros. Em princípio, para satisfazer necessidades modestas de combustível biológico, é bastante adequado para utilização em residências privadas. Este é o mesmo projeto que pode ser feito em casa para produzir biocombustível

Os furos de saída devem ser feitos nos níveis superior e inferior da embarcação. Na parte superior há uma saída de gás, na parte inferior uma saída para escoamento de estercos tratados (fertilizantes). Também é aconselhável montar uma janela de observação na área superior da embarcação para monitorar o processo.

A tubulação de descarga da mistura gasosa é conectada por uma tubulação vedada a um dispositivo que desempenha simultaneamente as funções de separador e selo d'água. Para comunicação, utiliza-se um tubo (metal ou polietileno) de pequeno diâmetro (25-32 mm).

O próprio separador é um recipiente de capacidade relativamente pequena cheio de água. O gás que passa pela coluna de água é purificado e descarregado em porta-gás e depois servido aos consumidores.

Um exemplo de projeto de separador de dois estágios é uma válvula hidráulica para fornecer uma mistura de gases proveniente de um biorreator. Esta opção de filtração permite obter um produto purificado de alta qualidade.

É aconselhável fazer o tubo inferior do reator (para saída de esterco residual - lodo) com o maior diâmetro possível. A ela é conectada uma válvula de corte (válvula) e é feito um dreno para um tanque para coleta de lodo. A massa gasta na fazenda pode ser usada com sucesso como fertilizante.

Revisamos informações detalhadas sobre a determinação do volume necessário do contêiner, bem como sobre o cálculo da eficiência do biorreator e a viabilidade de utilização do biogás em próximo artigo.

Qual deve ser a composição da massa do esterco?

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

A fibrosidade pronunciada do substrato e o aumento da área de interação das bactérias são os principais critérios que contribuem para a rápida decomposição da massa de esterco. Nesse estado, a matéria-prima do esterco, quando aquecida e misturada, não forma sedimentos ou película na superfície, o que simplifica muito a filtração da mistura gasosa.

Preparação da massa de esterco para carregamento no reator. Este procedimento não recebe menos atenção do que todo o resto se houver o desejo de obter uma quantidade significativa de biocombustível em um curto período de tempo.

O grau de moagem da matéria-prima 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 a matéria-prima: quanto melhor for a qualidade da moagem, menor será o período de fermentação.

Características do uso de biogás para necessidades domésticas

O âmbito de aplicação deste tipo de recurso energético é bastante extenso. Ao utilizar o biogás como combustível, produz-se eletricidade, produz-se água quente ou vapor. Existem numerosos exemplos práticos em que o biocombustível é utilizado para abastecer veículos.

Mas para evitar problemas na fazenda com a utilização desse combustível, é extremamente importante providenciar um local de armazenamento do biogás resultante, alocando o lugar certo para o tanque de gasolina Localização ativada.

As centrais de biogás deste tipo são equipamentos que abrem a possibilidade de criar uma produção sem resíduos. A este respeito, os países individuais da Europa Ocidental constituem um bom exemplo.

Por exemplo, na Dinamarca, a produção deste tipo de combustível atingiu quase 20% dos recursos energéticos totais do país. Em grandes regiões do mundo – Índia e China – o número de usinas de biogás chega a centenas de milhares.

Potentes instalações industriais para produção de biocombustíveis. Essas estruturas são capazes de fornecer biocombustíveis totalmente a grandes estruturas agrícolas. Há um grande número de sistemas semelhantes em uso em todo o mundo. E o crescimento quantitativo continua ativamente

Não é à toa que tem havido um aumento significativo no interesse em todo o mundo pelos processos de produção de biogás.

Esta é uma daquelas opções energéticas que se classificam como fonte alternativa e para a qual veem futuro, pelo que os agricultores e gestores de habitação e serviços comunitários, proprietários de explorações agrícolas privadas e pequenos negócios acompanham de perto o desenvolvimento da tecnologia.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Revisão de uma unidade de produção de biogás, em cuja fabricação é utilizado um tanque plástico de 127 litros. Recursos do dispositivo e dicas de operação.

De particular interesse na utilização de instalações manifesta-se entre os proprietários da área da restauração e da gastronomia, onde o tema do processamento de resíduos alimentares continua relevante. Nesta base, existe uma boa oportunidade para criar uma reciclagem barata de resíduos orgânicos em benefício das explorações agrícolas. Finalmente, a tecnologia de produção de biocombustíveis significa uma verdadeira conservação do ambiente, o que não se pode dizer da produção de outras bebidas energéticas.

Você se interessa pela produção de biocombustíveis e quer esclarecer alguns pontos? Faça perguntas polêmicas nos comentários - nossos especialistas tentarão esclarecer tais pontos.

Ou talvez você conheça em primeira mão a fabricação de um biorreator e o processo de produção de biogás? Compartilhe seu conhecimento prático e sua opinião sobre este assunto em nosso artigo - muitos executivos de negócios estarão interessados ​​em sua experiência e recomendações.