Teknologi modern untuk memproses semua jenis bahan baku membuka prospek untuk berhasil memecahkan masalah memperoleh biofuel dari kotoran langsung di rumah. Selain itu, membuat biofuel dengan tangan Anda sendiri di rumah berkat prinsip-prinsip baru pengolahan limbah, Anda dapat secara bersamaan menghasilkan pupuk untuk perkebunan pertanian.
Dan apa yang dibutuhkan untuk ini dan bagaimana membuat bioreaktor dengan benar - kami akan mempertimbangkan masalah ini secara rinci dalam artikel kami. Kami akan memberikan rekomendasi untuk memilih bahan baku terbaik untuk produksi biogas, kami akan menganalisis fitur penggunaan bahan bakar yang dihasilkan untuk kebutuhan rumah tangga.
Tentu saja, cara termudah adalah dengan membeli pabrik industri siap pakai. Namun, biayanya yang tinggi membuat mereka mempertimbangkan opsi untuk membuat sistem produksi dengan tangan mereka sendiri.
Secara singkat tentang definisi biogas
Menurut definisi ilmiah, biogas adalah produk yang diperoleh sebagai hasil dari proses fermentasi dari massa limbah biologis. Dalam hal ini, produk fermentasi adalah metana atau hidrogen.
Pembentukan metana (atau hidrogen) terjadi sebagai akibat dari aktivitas vital dari tiga jenis bakteri:
- hidrolisis;
- pembentukan asam;
- membentuk metana.
Kualitas produk fermentasi adalah komposisi campuran gas, yang isinya didistribusikan dalam perbandingan: 50-85% metana, 15-50% karbon dioksida, dan hidrogen sulfida kurang dari 5%.
Diagram struktural produksi energi alternatif terlihat seperti ini. Pada saat yang sama, sumber bahan baku, tradisional untuk kehidupan sehari-hari, berhasil digunakan yang cocok untuk mendapatkan energi alternatif - biofuel
Campuran gas ini dilewatkan melalui filter untuk menghilangkan CO.2 dan H2S, setelah itu metana biologis murni tetap ada. Gas semacam itu tidak berbeda dengan gas alam yang digunakan di sektor domestik dan industri.
Bahan baku untuk mendapatkan campuran gas biologis berkualitas tinggi biasanya:
- kotoran dan kotoran burung;
- limbah produksi alkohol (bard);
- industri pembuatan bir surplus (butiran bir);
- kotoran dan kotoran ikan;
- pulp bit, limbah rumah tangga, rumput dan banyak lagi.
Ini hanya bagian dari semua bahan baku yang dapat diterima untuk digunakan. Tetapi bahkan daftar ini menunjukkan: betapa beragamnya daftar bahan baku untuk dapat membangun produksi biogas secara berkelanjutan.
Unit produksi biofuel yang diproduksi untuk kebutuhan salah satu dari banyak pertanian yang ada. Stasiun kecil, tetapi sepenuhnya memuaskan kebutuhan pertanian pribadi
Indikator volumetrik dari output campuran gas secara langsung tergantung pada jenis bahan baku yang digunakan dan kandungan zat kering di dalamnya. Jadi, jika kotoran sapi digunakan dalam praktik, itu realistis untuk mendapatkan 50-60 m dari satu ton kotoran3 biofuel mengandung hingga 60% metana.
Dipercayai bahwa bahan baku terbaik adalah limbah dengan kandungan lemak tinggi. Mengolah satu ton limbah lemak melalui pabrik biofuel klasik dapat menghasilkan hingga 1.300 m3 campuran gas, di mana kandungan metana mencapai 90%.
Bagaimana cara membuat modul pertanian pengolahan?
Untuk membuat sistem untuk mengolah limbah menjadi biofuel, setidaknya Anda perlu mengetahui prinsip pengoperasian perangkat tersebut, serta memiliki gagasan tentang sirkuit.
Skema instalasi bioreaktor: 1 - bioreaktor; 2 - mixer; 3 - pemanas; 4 - pompa; 5 - elemen filter; 6 - kompresor gas; 7 - pemegang gas; 8 - koleksi pupuk kandang; 9 - output pupuk (lumpur); 10 - panel kontrol pemanas
Pertimbangkan keduanya, tetapi harus diperhatikan: pembangunan instalasi penuh adalah bisnis yang agak merepotkan dan mahal. Di rumah, sebagai aturan, hanya sesuatu yang mirip dengan stasiun pemrosesan dapat dilakukan. Namun, beberapa upaya berhasil.
Prinsip biostasi
Teknologi produksi biofuel, sebagai suatu peraturan, mendukung pendekatan sistematis berikut:
- Bioreaktor (tangki) diisi dengan pupuk kandang.
- Selama waktu tertentu, proses fermentasi berlangsung di dalam reaktor.
- Media gas terbentuk.
- Keluaran gas dari reaktor.
- Campuran gas dibersihkan dan dikirim untuk digunakan sebagai bahan bakar.
Komposisi campuran gas yang dihasilkan ditandai dengan saturasi yang cukup tinggi dengan berbagai zat. Sebagian besar dari semua komponen persentase ada metana (60%), karbon dioksida (35%) dan zat lain, termasuk hidrogen sulfida (5%).
Beginilah diagram distribusi gas campuran terlihat: 1 - kandungan metana sekitar 63-65%; 2 - kandungan karbon dioksida sekitar 30-33%; 3 - kandungan hidrogen sulfida sekitar 2%; 4 - kandungan amonia sekitar 1%; 5 - kandungan hidrogen sekitar 1%
Sementara itu, untuk operasi yang efisien dari stasiun penghasil gas produksi dalam negeri, diperlukan cadangan limbah hewan yang signifikan.
Karena itu, hal pertama yang harus Anda perhatikan dalam menyelesaikan masalah mendapatkan biofuel di rumah (pondok) adalah ketersediaan sumber bahan baku untuk pabrik pengolahan.
Pembuatan bioreaktor DIY
Setelah memutuskan sumber bahan baku, maka Anda harus memutuskan lokasi bioreaktor rumah (atau negara). Reaktor itu sendiri adalah bejana yang disegel, cukup kuat, memiliki volume berdasarkan pasokan pupuk harian untuk diproses (untuk referensi: untuk mendapatkan 100 m3 campuran gas membutuhkan sekitar 1 ton pupuk kandang).
Tabel rasio jenis pupuk kandang dan jumlah biogas yang diproduksi
Tabel yang menunjukkan efektivitas jenis limbah biologis tertentu dalam hal volume gas yang dihasilkan. Seperti dapat dilihat dari tabel, yang paling efektif adalah kotoran babi, yang dapat menghasilkan jumlah biofuel terbesar
Wadah semacam itu harus dipasang di atas fondasi yang kuat, dilengkapi dengan katup penutup dan atribut teknis lainnya sesuai dengan skema klasik. Bagian atas kapal sebaiknya dilepas, dengan pengencang baut dan paking.
Untuk memastikan kelangsungan siklus, tangki penyimpanan harus dilengkapi dengan modul pemanas buatan. Jika selama periode musim panas efisiensi fermentasi pupuk kandang dan laju produksi gas sepenuhnya dijamin oleh kondisi suhu eksternal, situasinya berubah di musim dingin.
Untuk operasi musim dingin bioreaktor, pemanasan buatan jelas diperlukan, mengingat penghentian aktivitas bakteri fermentasi sudah pada 4-10 ° C di atas nol. Oleh karena itu, tangki harus memiliki isolasi termal yang dibuat dengan baik. Untuk ini, metode klasik isolasi dengan wol mineral sangat cocok.
Contoh yang baik untuk mengisolasi bioreaktor untuk operasi musim dinginnya. Wol mineral digunakan di sini sebagai bahan isolasi. Lapisan atas dari kapas terbuat dari bahan foil.
Ada beberapa opsi untuk mengatur pemanasan. Misalnya, penggunaan pemanas listrik atau sistem pemanas pada pendingin air (water jacket).
Kekuatan rangkaian pemanas harus dihitung berdasarkan norma suhu optimal di dalam reaktor 25-40 ° C, yang diperlukan untuk mencapai proses fermentasi biomassa yang efektif.
Selain pemanas, tingkat stagnasi mempengaruhi aktivitas fermentasi biomassa. Padahal, di dalam tangki, kotoran harus terus bergerak. Pergerakan biomassa meningkatkan proses fermentasi dan mengurangi waktu untuk mendapatkan komponen gas.
Varian tanaman musim panas untuk pengolahan pupuk kandang dan biofuel. Dalam hal ini, pemanasan dilakukan dalam bentuk penangas air beton, di mana bejana reaktor terbenam. Namun, instalasi ini tidak dapat dioperasikan di musim dingin.
Masalah pengorganisasian gerakan diselesaikan dengan memperkenalkan mixer mekanis khusus ke dalam desain bioreaktor. Poros perangkat ini terhubung ke poros motor berkecepatan rendah, yang melakukan aksi rotasi. Menghidupkan dan mematikan proses pencampuran dapat dilakukan secara manual atau otomatis.
Kami memiliki artikel lain di situs kami yang memberikan petunjuk tentang cara memasang pabrik untuk produksi biogas untuk kebutuhan rumah pribadi.
Proses mendapatkan biogas dan pupuk
Desain sistem produksi biofuel di rumah secara teknologi melibatkan pemuatan kapal dengan kotoran sekitar 1/3 dari kapasitas. Untuk memuat pupuk kandang, dibuat lubang palka dengan pintu tertutup rapat. Bagian atas bioreaktor yang tersisa digunakan untuk mengakumulasi gas yang dipancarkan.
Bioreaktor mini buatan rumah, dibuat atas dasar tong 200 liter konvensional. Pada prinsipnya, untuk memenuhi kebutuhan sederhana dalam biofuel sangat cocok untuk digunakan di sektor swasta. Ini adalah desain yang sebenarnya bisa dilakukan di rumah untuk mendapatkan biofuel.
Di tingkat atas dan bawah kapal, Anda harus membuat lubang keluar. Di bagian atas ada outlet gas, di bagian bawah ada outlet untuk pelepasan pupuk kandang (pupuk). Juga di wilayah bagian atas kapal, diinginkan untuk memasang jendela penglihatan untuk memantau proses.
Pipa untuk output campuran gas dihubungkan oleh pipa yang disegel ke perangkat yang secara bersamaan melakukan fungsi pemisah dan segel air. Untuk komunikasi, pipa (logam atau polietilen) berdiameter kecil (25-32 mm) digunakan.
Pemisah itu sendiri adalah kapal yang berkapasitas relatif kecil, diisi air. Gas yang melewati kolom air dimurnikan, dibuang ke tangki gas dan kemudian dipasok ke konsumen.
Contoh perangkat pemisah dua tahap - penutup hidraulik untuk memasok campuran gas yang berasal dari bioreaktor. Opsi filtrasi ini memungkinkan untuk mendapatkan produk murni berkualitas tinggi.
Pipa yang lebih rendah pada reaktor (untuk penarikan kotoran yang digunakan - endapan) diinginkan untuk membuat diameter sebesar mungkin. Katup pemutus (katup gerbang) terhubung dengannya dan keran dibuat untuk tangki untuk mengumpulkan lumpur. Massa limbah di pertanian dapat berhasil digunakan sebagai pupuk.
Informasi terperinci tentang penentuan volume kapasitas yang diperlukan, serta perhitungan efisiensi bioreaktor dan kesesuaian penggunaan biogas, kami bahas dalam artikel berikutnya.
Apa yang harus menjadi komposisi massa kotoran?
Massa kotoran yang dapat dimuat di dalam bioreaktor tidak boleh dianggap hanya sebagai bahan baku yang cocok dengan kualitas apa pun. Konstituen zat ini sangat penting untuk proses fermentasi. Dalam praktiknya, tercatat bahwa penurunan partikel substrat disertai dengan efisiensi proses yang lebih baik.
Sifat berserat yang nyata dari substrat dan peningkatan area interaksi bakteri adalah kriteria utama yang berkontribusi pada dekomposisi cepat pupuk kandang. Dalam keadaan ini, ketika dipanaskan dan dicampur, kotoran tidak membentuk endapan atau lapisan pada permukaan, yang sangat menyederhanakan penyaringan campuran gas.
Persiapan kotoran untuk dimuat ke reaktor. Perhatian yang lebih besar diberikan pada prosedur ini daripada prosedur lainnya jika Anda ingin mendapatkan sejumlah besar biofuel dalam waktu singkat.
Tingkat penggilingan bahan baku menentukan durasi fermentasi, yang pada gilirannya mempengaruhi volume gas yang diproduksi. Jadi, untuk mengurangi waktu fermentasi, perlu menggiling bahan mentah dengan baik: semakin baik kualitas penggilingan, semakin pendek periode fermentasi.
Fitur penggunaan biogas untuk kebutuhan rumah tangga
Lingkup energi jenis ini cukup luas. Berkat penggunaan biogas sebagai bahan bakar, mereka menghasilkan energi listrik, mendapatkan air panas atau uap. Ada banyak contoh dari praktik di mana transportasi mobil digunakan untuk bahan bakar biofuel.
Tapi, agar tidak ada masalah dalam perekonomian saat menggunakan bahan bakar seperti itu, sangat penting untuk melengkapi penyimpanan untuk biogas yang diperoleh, mengalokasikan tempat yang tepat untuk tangki gas di lokasi.
Pabrik biogas jenis ini adalah peralatan yang membuka kemungkinan menciptakan fasilitas produksi yang bebas limbah. Dalam hal ini, contoh yang baik ditunjukkan oleh masing-masing negara di Eropa Barat.
Misalnya, di Denmark, produksi bahan bakar jenis ini telah mencapai tingkat hampir 20% dari total massa sumber daya energi di negara tersebut. Di wilayah besar dunia - India dan Cina - biaya pabrik biogas mencapai ratusan ribu.
Pabrik produksi biofuel industri yang kuat. Desain semacam itu mampu sepenuhnya menyediakan struktur pertanian besar dengan biofuel. Sejumlah besar sistem seperti itu digunakan di seluruh dunia. Dan pertumbuhan kuantitatif terus aktif
Tidak hanya itu, ada peningkatan yang signifikan dalam minat dunia terhadap proses produksi biogas.
Ini adalah salah satu opsi energi yang dikaitkan dengan sumber-sumber alternatif dan yang mereka lihat di masa depan, oleh karena itu para petani dan pengelola perumahan dan layanan masyarakat, pemilik rumah tangga swasta dan perusahaan kecil memantau perkembangan teknologi secara cermat.
Tinjauan umum tentang pabrik biogas, pembuatannya menggunakan tangki plastik 127 liter. Fitur perangkat dan tip pengoperasian.
Yang menarik adalah penggunaan instalasi di antara pemilik restoran dan ruang gastronomi, di mana topik pengolahan limbah makanan tetap relevan. Atas dasar ini, ada peluang bagus untuk membuat daur ulang limbah organik murah untuk kepentingan pertanian. Akhirnya, teknologi produksi biofuel adalah konservasi nyata dari lingkungan, yang tidak dapat dikatakan tentang produksi insinyur listrik lainnya.
Apakah Anda tertarik pada produksi biofuel dan ingin mengklarifikasi beberapa poin? Ajukan pertanyaan kontroversial dalam komentar - ahli kami akan mencoba untuk mengklarifikasi poin tersebut.
Atau mungkin Anda tidak terbiasa dengan pembuatan bioreaktor dan proses pembuatan biogas? Bagikan pengetahuan praktis dan pendapat Anda tentang masalah ini di bawah artikel kami - banyak eksekutif bisnis akan tertarik dengan pengalaman dan rekomendasi Anda.