El propietario prudente sueña con energía barata, eliminación eficiente de residuos y producción de fertilizantes. Hacer su propia planta de biogás es una forma económica de hacer realidad sus sueños.
El autoensamblaje de dicho equipo le costará un dinero razonable, y el gas generado será una buena ayuda en la granja: puede usarlo para cocinar, calentar su hogar y otras necesidades.
Intentemos comprender los detalles de este equipo, sus ventajas y desventajas. Y también si es posible construir una planta de biogás por sí misma y si será efectiva.
Especificidad de la producción de biogás.
El biogás se forma como resultado de la fermentación de un sustrato biológico. Se descompone por hidrólisis, ácido y bacterias formadoras de metano. La mezcla de gases producidos por las bacterias es combustible; Contiene un gran porcentaje de metano.
Por sus propiedades, prácticamente no difiere del gas natural, que se utiliza para las necesidades industriales y domésticas.
Si lo desea, cada propietario puede comprar una planta de biogás para la producción industrial, pero es costoso y las inversiones se amortizan en 7-10 años. Por lo tanto, tiene sentido hacer un esfuerzo y hacer un biorreactor con sus propias manos.
El biogás es un combustible respetuoso con el medio ambiente, y la tecnología de su producción no tiene un impacto especial en el medio ambiente. Además, como materia prima para el biogás, se utilizan los productos de desecho que deben eliminarse.
Se colocan en un biorreactor, donde se lleva a cabo el procesamiento:
- Desde hace algún tiempo la biomasa está expuesta a las bacterias. El tiempo de fermentación depende del volumen de la materia prima;
- Como resultado de la actividad de las bacterias anaerobias, se libera una mezcla de gases combustibles, que contiene metano (60%), dióxido de carbono (35%) y algunos otros gases (5%). También durante la fermentación en pequeñas cantidades, se libera sulfuro de hidrógeno potencialmente peligroso. Es venenoso, por lo tanto, es altamente indeseable que las personas estén expuestas a él;
- la mezcla de gases del biorreactor se limpia y se suministra al tanque de gas, donde se almacena hasta que se utiliza para su propósito previsto;
- El gas del tanque de gas se puede utilizar de la misma manera que el gas natural. Se utiliza para electrodomésticos: estufas de gas, calderas de calefacción, etc .;
- la biomasa descompuesta debe eliminarse regularmente del fermentador. Estos son costos laborales adicionales, pero el esfuerzo da sus frutos. Después de la fermentación, la materia prima se convierte en un fertilizante de alta calidad, que se utiliza en los campos y jardines.
Una planta de biogás es beneficiosa para el propietario de una casa particular solo si tiene acceso constante a los residuos de las explotaciones ganaderas. En promedio, desde 1 metro cúbico. Se puede obtener sustrato de 70-80 metros cúbicos. biogás, pero la producción de gas es desigual y depende de muchos factores, incluidos Temperaturas de la biomasa. Esto complica los cálculos.
Las plantas de biogás son ideales para granjas. Los desechos animales pueden producir suficiente gas para calentar completamente los locales residenciales y los edificios de las granjas.
Para garantizar que la producción de gas sea estable y continua, es mejor construir varias plantas de biogás y colocar sustrato en los fermentadores con una diferencia de tiempo. Estas plantas operan en paralelo, y las materias primas se cargan en ellas de forma secuencial.
Esto asegura una producción constante de gas, por lo que es posible lograr su suministro continuo a electrodomésticos.
Idealmente, el biorreactor debe ser calentado. Cada 10 grados de calor duplica la producción de gas. Si bien los arreglos de calefacción requieren inversión, se amortizan con una mayor eficiencia de construcción.
El equipo de biogás hecho en casa ensamblado con materiales de desecho es mucho más barato que las plantas industriales. Su efectividad es menor, pero es consistente con la inversión. Si hay acceso al estiércol y el deseo de hacer sus propios esfuerzos para ensamblar y mantener la estructura, es muy rentable.
Ventajas y desventajas del sistema.
Las plantas de biogás tienen muchas ventajas, pero existen suficientes deficiencias, por lo que antes de comenzar el diseño y la construcción, todo debe ser pesado:
- Reciclaje Gracias a la planta de biogás, puede obtener el máximo beneficio de la basura, que aún tendría que deshacerse de ella. Esta disposición es menos peligrosa para el medio ambiente que el relleno sanitario.
- Renovación de materias primas. La biomasa no es carbón ni gas natural, cuya extracción agota los recursos. Cuando la agricultura, las materias primas aparecen constantemente.
- Relativa pequeña cantidad de CO2. Cuando se recibe gas, el ambiente no está contaminado, pero cuando se usa, se libera una pequeña cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera. No es peligroso y no puede cambiar críticamente el medio ambiente, porque Es absorbido por las plantas durante el crecimiento.
- Liberación moderada de azufre. Cuando se quema biogás, una pequeña cantidad de azufre entra en la atmósfera. Este es un fenómeno negativo, pero su escala es conocida en comparación: cuando se quema gas natural, la contaminación ambiental con óxidos de azufre es mucho mayor.
- Trabajo estable. La producción de biogás es más estable que la operación de paneles solares o turbinas eólicas. Si la energía del sol y el viento no se puede controlar, las plantas de biogás dependen de la actividad humana.
- Puede utilizar múltiples instalaciones. El gas siempre es un riesgo. Para reducir el daño potencial en caso de un accidente, varias plantas de biogás pueden dispersarse por todo el sitio. Si se diseña y ensambla correctamente un sistema de varios fermentadores, funcionará más estable que un solo biorreactor grande.
- Beneficios para la agricultura. Para obtener biomasa se plantan algunas especies de plantas. Puedes elegir aquellos que mejoren la condición del suelo. Por ejemplo, el sorgo reduce la erosión del suelo, mejora su calidad.
El biogás también tiene desventajas. Aunque es un combustible relativamente limpio, todavía contamina la atmósfera. También puede haber problemas con el suministro de biomasa vegetal.
Los propietarios irresponsables de las instalaciones a menudo lo almacenan de tal manera que agotan la tierra y perturban el equilibrio ecológico.
Cálculo de la rentabilidad de la instalación.
El estiércol de vaca se usa comúnmente como materia prima para la producción de biogás. Una vaca adulta puede darle suficiente para proporcionar 1.5 metros cúbicos. combustible cerdo - 0, 2 metros cúbicos; Pollo o gatear (dependiendo del peso corporal) - 0.01-0.02 metros cúbicos. Para entender, es mucho o poco, se puede comparar con tipos de recursos más familiares.
A veces los sistemas se instalan en cuartos de servicios públicos. Esto es conveniente desde el punto de vista de las inspecciones y el mantenimiento, pero no es seguro, porque El biometano puede explotar. Por lo tanto, se debe prestar especial atención a las cuestiones de seguridad. 
El transporte de materias primas es un tema aparte que debe considerarse en el proceso de diseño de una planta de biogás. Para el transporte en el sitio es mejor utilizar equipos especiales o remolques. Si necesita entrega en largas distancias, debe calcular el costo del combustible y determinar si se pagarán 
Al comprar contenedores para una planta de biogás, y más aún cuando lo hace usted mismo, deberá prestar atención a su calidad. Además, durante la operación del sistema, se necesitan revisiones periódicas de la condición y las reparaciones. 
La planta de biogás puede ser una verdadera salvación para la granja. Le permite ahorrar combustible para la calefacción y / o la iluminación de graneros. También es una gran opción para la eliminación de residuos inofensivos. Sin embargo, en los primeros años, uno apenas puede contar con un retorno completo.
1 metro cúbico El biogás proporciona la misma cantidad de energía térmica que:
- leña - 3, 5 kg;
- carbón - 1-2 kg;
- Electricidad - 9-10 kW / h.
Si conoce el peso aproximado de los residuos agrícolas que estarán disponibles en los próximos años y la cantidad de energía necesaria, puede calcular la rentabilidad de una planta de biogás.
Una de las principales desventajas de la producción de biogás es el olor. La capacidad de utilizar pequeños montones de compost es una gran ventaja, pero debe soportar los inconvenientes y controlar cuidadosamente el proceso para no provocar la propagación de patógenos.
Para colocar en el biorreactor, prepare el sustrato, que incluye varios componentes en las siguientes proporciones:
- estiércol (preferiblemente vaca o cerdo) - 1.5 toneladas;
- residuos orgánicos (pueden ser hojas podridas u otros componentes de origen vegetal): 3, 5 toneladas;
- Agua calentada a 35 grados (la cantidad de agua tibia se calcula de modo que su peso sea del 65-75% de la cantidad total de materia orgánica).
El cálculo del sustrato se realiza para un marcador durante seis meses, si procedemos del consumo moderado de gas. Después de unos 10-15 días, el proceso de fermentación dará los primeros resultados: el gas aparecerá en pequeñas cantidades y comenzará a llenar el almacenamiento. Después de 30 días, puede esperar un desarrollo completo de combustible.
Los equipos para la producción de biogás no son particularmente comunes en nuestro país. Esto se debe en gran parte a la poca conciencia de la gente sobre los beneficios y características de la operación de los sistemas de biogás. En China e India, muchas granjas pequeñas están equipadas con plantas artesanales para obtener combustible limpio adicional.
Si la planta está funcionando correctamente, el volumen de biogás aumentará gradualmente hasta que el sustrato esté podrido. El rendimiento de la estructura depende directamente de la velocidad de fermentación de la biomasa, que a su vez está relacionada con la temperatura y la humedad del sustrato.
Instrucciones para la autoconstrucción.
Si no tiene experiencia en ensamblar sistemas complejos, tiene sentido elegir la red o desarrollar el dibujo más simple de una planta de biogás para una casa particular.
Cuanto más simple sea el diseño, más confiable y duradero será. Más adelante, cuando aparezcan las habilidades para construir y manejar el sistema, será posible rehacer el equipo o instalar una instalación adicional.
Las costosas estructuras de producción industrial incluyen sistemas de mezcla de biomasa, calefacción automática, limpieza de gases, etc. El equipamiento del hogar no es tan difícil. Es mejor construir una instalación simple y luego agregar los elementos en los que surge la necesidad
Al calcular el volumen del fermentador, vale la pena ser guiado por 5 metros cúbicos. Esta instalación le permite obtener la cantidad de gas necesaria para calentar una casa privada con un área de 50 metros cuadrados, si utiliza una caldera de gas o una estufa como fuente de calor.
Esta es una cifra promedio, porque El contenido calórico del biogás no suele ser superior a 6000 kcal / metro cúbico.
Para que el proceso de fermentación procediera más o menos estable, necesita alcanzar la temperatura correcta. Para hacer esto, el biorreactor se instala en un pozo de tierra o piensa previamente en un aislamiento térmico confiable. El calentamiento constante del sustrato se puede asegurar si una tubería de calentamiento de agua se coloca debajo del fondo del fermentador.
La construcción de una planta de biogás se puede dividir en varias etapas.
Etapa 1: preparación del pozo bajo el biorreactor
Casi toda la planta de biogás es subterránea, tanto depende de cómo se cavó y recortó el agujero. Hay varias opciones para fortalecer las paredes y sellar los hoyos: plástico, concreto, anillos de polímero.
La solución óptima es comprar anillos de polímero prefabricados con un fondo sordo. Costarán más que los materiales disponibles, pero no se requerirá sellado adicional. Los polímeros son sensibles al estrés mecánico, pero no le temen a la humedad ni a las sustancias químicamente agresivas. No son reparables, pero si es necesario, serán fáciles de reemplazar.
La preparación de las paredes y el fondo del biorreactor depende de la intensidad de la fermentación del sustrato y la liberación de gas, por lo que el orificio se refuerza, aísla y sella cuidadosamente. Esta es la etapa de trabajo más difícil y lenta.
Etapa 2 - Disposición de drenaje de gas
Comprar e instalar mezcladores especiales para plantas de biogás es costoso. El sistema puede ser más barato equipando el drenaje de gas. Es un tubo de alcantarillado de polímero instalado verticalmente, en el que se hacen muchos agujeros.
Al calcular la longitud de los tubos de drenaje, uno debe guiarse por la profundidad de llenado planificada del biorreactor. La parte superior de las tuberías debe estar por encima de este nivel.
Para el drenaje de gas, puede elegir tubos de metal o polímero. Los primeros son más fuertes y los segundos son más resistentes a los efectos químicos. Es mejor dar preferencia a los polímeros, ya que el metal rápidamente se oxida y se pudre
El sustrato se puede cargar inmediatamente en el biorreactor terminado. Se cubre con una película para que el gas liberado en el proceso de fermentación esté bajo una ligera presión. Cuando el domo esté listo, esto asegurará el flujo normal de biometano a través de la tubería de descarga.
Etapa 3 - Instalación de la cúpula y tuberías.
La etapa final de ensamblaje de la planta de biogás más simple es la instalación de la parte superior del domo. En el punto más alto de la cúpula, se instala un tubo de escape de gas y se lo lleva al tanque de gas, lo cual es indispensable.
La capacidad del biorreactor se cierra con una tapa hermética. Para evitar que el biometano se mezcle con el aire, equipe la trampa de agua. También sirve para limpiar el gas. Es necesario proporcionar una válvula de liberación que funcione si la presión en el fermentador es demasiado alta.
Lea más sobre cómo hacer biogás a partir de estiércol en este material.
El espacio libre del biorreactor en cierta medida sirve como almacenamiento de gas, pero esto no es suficiente para la operación segura de la instalación. El gas debe consumirse continuamente; de lo contrario, podría producirse una explosión debido a la sobrepresión debajo de la cúpula.
Maneras de precalentar el biorreactor
Los microorganismos que procesan el sustrato están constantemente presentes en la biomasa, pero para su reproducción intensiva se necesita una temperatura de 38 grados y más.
Para calentar durante el período de frío, puede usar una bobina conectada al sistema de calefacción en el hogar o calentadores eléctricos. El primer método es más ventajoso desde el punto de vista económico, por eso se usa con más frecuencia.
La instalación de biogás no es necesaria para ser enterrada en el suelo, existen otras opciones para su disposición. Un ejemplo de un sistema ensamblado a partir de barriles se muestra en el video a continuación.
Es más fácil equipar la calefacción por suelo radiante, colocando la tubería desde el sistema de calefacción, pero la eficiencia de dicho intercambiador de calor es relativamente baja. Es mejor disponer el calentamiento externo, idealmente el vapor, para que la biomasa no se sobrecaliente
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Aunque no hay nada difícil en el montaje y la organización de equipos de biogás, debe estar extremadamente atento a los detalles. No se permiten errores, porque Puede causar explosiones y destrucción. Ofrecemos instrucciones en video que ayudarán a comprender la instalación del dispositivo, a ensamblarlas adecuadamente y a agregar herramientas útiles para un uso más conveniente del biogás.
El video explica cómo funciona y funciona la planta de biogás estándar:
Un ejemplo de una planta casera de biogás. Video tutorial sobre la disposición del sistema con sus propias manos:
Instrucciones en video para ensamblar una planta de biogás desde un barril:
Descripción del proceso de fabricación de los agitadores para el sustrato:
Descripción detallada del almacenamiento de gas casero:
No importa lo simple que sea la planta de biogás elegida para una casa particular, no debe ahorrar en ella. Si es posible, es mejor comprar un biorreactor industrial plegable.
Si no, fabrique con materiales de alta calidad y resistentes: polímeros, concreto o acero inoxidable. Esto creará un sistema de suministro de gas verdaderamente confiable y seguro en el hogar.
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