Problematika produkce metanu zajímá ty majitele soukromých farem, kteří chovají drůbež nebo prasata, chovají také skot. Takové farmy zpravidla produkují značné množství organického živočišného odpadu, který může přinést značné výhody tím, že se stane zdrojem levného paliva. Účelem tohoto materiálu je říci vám, jak vyrobit bioplyn doma pomocí stejného odpadu.
Obecné informace o bioplynu
Domácí bioplyn, získaný z různých hnojů a drůbežího trusu, se většinou skládá z metanu. Tam je to od 50 do 80 % podle toho, čí odpad byl k výrobě použit. Ten samý metan, který nám hoří v kamnech a kotlích a za který někdy podle stavů elektroměrů platíme nemalé peníze.
Pro představu o množství paliva, které lze teoreticky vyrobit při chovu zvířat doma nebo na venkově, uvádíme tabulku s údaji o výtěžnosti bioplynu a obsahu čistého metanu v něm:
Jak je vidět z tabulky, k efektivní výrobě plynu z kravského hnoje a silážního odpadu bude potřeba poměrně velké množství suroviny. Výhodnější je extrahovat palivo z prasečí kejdy a krůtího trusu.
Zbývající podíl látek (25-45 %) tvořících domácí bioplyn tvoří oxid uhličitý (až 43 %) a sirovodík (1 %). Palivo obsahuje také dusík, čpavek a kyslík, ale v malém množství. Mimochodem, je to díky uvolňování sirovodíku a čpavku, že hromada hnoje vydává tak známý „příjemný“ zápach. Co se týče energetického obsahu, 1 m3 metanu může při spalování teoreticky uvolnit až 25 MJ (6.95 kW) tepelné energie. Měrné spalné teplo bioplynu závisí na podílu metanu v jeho složení.
Pro odkaz. V praxi je ověřeno, že vytápění zatepleného domu umístěného ve středním pásmu vyžaduje v topné sezóně cca 45 m3 biologického paliva na 1 m2 plochy.
Příroda to zařídí tak, že bioplyn z hnoje vzniká samovolně a bez ohledu na to, zda ho chceme přijímat nebo ne. Hnůj hnije během jednoho roku až roku a půl jednoduše tím, že je venku a dokonce i při teplotách pod nulou. Celou tu dobu uvolňuje bioplyn, ale pouze v malém množství, protože proces se časem prodlužuje. Příčinou jsou stovky druhů mikroorganismů nacházejících se ve zvířecích exkrementech. To znamená, že k zahájení vývoje plynu není potřeba nic, stane se to samo. Ale pro optimalizaci procesu a jeho urychlení bude zapotřebí speciální vybavení, o kterém bude dále diskutováno.
Technologie bioplynu
Podstatou efektivní výroby je urychlení přirozeného procesu rozkladu organických surovin. K tomu potřebují bakterie v něm vytvořit ty nejlepší podmínky pro reprodukci a zpracování odpadu. A první podmínkou je umístit surovinu do uzavřené nádoby – reaktoru, jinak – generátoru bioplynu. Odpad se drtí a míchá v reaktoru s vypočítaným množstvím čisté vody, dokud není získán výchozí substrát.
Poznámka. Čistá voda je nezbytná k tomu, aby se do substrátu nedostaly látky, které nepříznivě ovlivňují život bakterií. V důsledku toho se může proces fermentace velmi zpomalit.
Průmyslová výrobna bioplynu je vybavena ohřevem substrátu, mísícími prostředky a řízením kyselosti prostředí. Míchání se provádí za účelem odstranění tvrdé kůry z povrchu, která vzniká při fermentaci a narušuje uvolňování bioplynu. Doba trvání technologického procesu je minimálně 15 dní, za tu dobu dosahuje stupeň rozkladu 25 %. Předpokládá se, že k maximálnímu výtěžku paliva dochází až do 33 % rozkladu biomasy.
Technologie zajišťuje každodenní obnovu substrátu, což zajišťuje intenzivní produkci plynu z hnoje, v průmyslových zařízeních jde o stovky metrů krychlových za den. Část odpadní hmoty ve výši cca 5 % z celkového objemu je odvedena z reaktoru a na její místo je naloženo stejné množství čerstvých biologických surovin. Odpadní materiál se používá jako organické hnojivo pro pole.
Schéma bioplynové stanice
Při domácí výrobě bioplynu nelze vytvořit tak příznivé podmínky pro mikroorganismy jako v průmyslové výrobě. A především se toto prohlášení týká organizace vytápění generátorem. Jak je známo, vyžaduje to výdej energie, což vede k výraznému zvýšení nákladů na palivo. Je docela možné kontrolovat dodržování mírně alkalického prostředí, které je vlastní fermentačnímu procesu. Ale jak to lze opravit v případě odchylek? Opět náklady.
Majitelům soukromých farem, kteří chtějí vyrábět bioplyn vlastníma rukama, se doporučuje vyrobit reaktor jednoduché konstrukce z dostupných materiálů a následně jej modernizovat podle svých možností. Co je potřeba udělat:
- hermeticky uzavřený kontejner o objemu minimálně 1 m3. Vhodné jsou i různé malé nádrže a barely, z nichž se ale kvůli nedostatečnému množství surovin uvolní málo paliva. Takové objemy výroby vám nebudou vyhovovat;
- Při organizaci výroby bioplynu doma je nepravděpodobné, že byste ohřívali nádobu, ale rozhodně ji musíte izolovat. Další možností je zakopat reaktor do země s tepelnou izolací horní části;
- nainstalujte do reaktoru ruční míchadlo libovolné konstrukce, protáhněte rukojeť přes horní kryt. Sestava průchodu rukojetí musí být utěsněna;
- zajistit potrubí pro přívod a vykládku substrátu, jakož i pro sběr bioplynu.
Níže je schéma bioplynové stanice umístěné pod úrovní terénu:
1 – generátor paliva (nádoba z kovu, plastu nebo betonu); 2 – násypka pro plnění substrátu; 3 – technický poklop; 4 – nádoba sloužící jako vodní uzávěr; 5 – vývod pro vykládku odpadu odpadu; 6 – potrubí odběru bioplynu.
Jak získat bioplyn doma?
První operací je mletí odpadu na frakci, jejíž velikost není větší než 10 mm. Příprava substrátu je tak mnohem snazší a pro bakterie bude snazší zpracovávat suroviny. Výsledná hmota se důkladně promíchá s vodou, její množství je asi 0.7 litru na 1 kg organické hmoty. Jak je uvedeno výše, měla by se používat pouze čistá voda. Poté se substrátem naplní vlastní bioplynová stanice, načež se reaktor hermeticky uzavře.
Několikrát během dne musíte navštívit nádobu a promíchat obsah. Pátý den můžete zkontrolovat přítomnost plynu, a pokud se objeví, pravidelně jej odčerpávat kompresorem do válce. Pokud se tak nestane včas, tlak uvnitř reaktoru se zvýší a fermentace se zpomalí, nebo dokonce úplně zastaví. Po 5 dnech je nutné část substrátu vyložit a přidat stejné množství nového. Více se můžete dozvědět zhlédnutím videa:
Závěr
Je pravděpodobné, že nejjednodušší instalace bioplynu nebude splňovat všechny vaše potřeby. Ale vzhledem k současným nákladům na energetické zdroje to již v domácnosti značně pomůže, protože nemusíte platit za suroviny. Postupem času budete úzce zapojeni do výroby a budete schopni pochopit všechny funkce a provést nezbytná vylepšení instalace.
