Hur man tillverkar biobränsle själv från gödsel i hemmet

Moderna teknologier för bearbetning av alla slags råvaror öppnar möjligheten att framgångsrikt lösa problemet med att producera biobränsle från gödsel direkt hemma. Genom att du tillverkar biobränsle själv hemma med nya principer för avfallsbearbetning kan du parallellt producera gödningsmedel för jordbruksgrödor.

Vad du behöver och hur du korrekt tillverkar en bioreaktor – dessa frågor behandlar vi detaljerat i vår artikel. Vi ger rekommendationer om val av bästa råvara för biogasproduktion, och går igenom hur du kan använda det producerade bränslet för hushållsbehov.

Självklart är den enklaste vägen att köpa färdiga industriella anläggningar. Men deras höga pris gör att du måste överväga alternativ för att bygga produktionssystem själv.

Kort om definitionen av biogas

Enligt vetenskapliga definitioner är biogas en produkt som erhålls genom jäsning av biologiskt avfall. Jäsningsprodukten är metan eller väte.

Metan (eller väte) bildas genom aktiviteten hos tre typer av bakterier:

• hydrolytiska;
• syrabildande;
• metanbildande.

En kvalitativ jäsningsprodukt anses vara en gasblandning med följande sammansättning: 50–85 % metan, 15–50 % koldioxid och mindre än 5 % svavelväte.

Ungefär så här ser blockschemat för alternativ energiproduktion ut. Här används traditionella hushållsråvaror som lämpar sig väl för framställning av alternativ energi – biobränsle.

Denna gasblandning leds genom filter för att avlägsna CO² och H²S, varefter ren biologisk metan återstår. Denna gas skiljer sig inte från naturgas som används i hushåll och industri.

Råvaror för framställning av en kvalitativ biologisk gasblandning är vanligtvis:

• gödsel och fågelspillning;
• avfall från alkoholproduktion (drank);
• överskott från bryggeriproduktion (draff);
• fekalier och fiskrens;
• betmassa, hushållsavfall, gräs med mera.

Detta är bara en del av allt tillåtet råmaterial. Men även denna lista visar hur mångsidig råvarubasen är för att kunna etablera kontinuerlig biogasproduktion.

En biobränsleanläggning byggd för behoven hos en av många aktiva gårdar. En liten station men fullt tillräcklig för en privat gårds behov.

Gasutbytet beror direkt på vilken typ av råvara som används och dess torrsubstanshalt. Om man till exempel använder nötgödsel kan man från ett ton gödsel få 50–60 m³ biobränsle med upp till 60 % metan.

Det anses att avfall med hög fetthalt ger den bästa råvaran. Bearbetning av ett ton fettavfall i en klassisk biobränsleanläggning kan ge upp till 1 300 m³ gasblandning med en metanhalt på upp till 90 %.

Hur du bygger en bearbetningsmodul för gården

För att bygga ett system som omvandlar avfall till biobränsle måste man åtminstone känna till hur sådana enheter fungerar och ha grundläggande kunskaper om kretsscheman.

Schema för bioreaktoranläggning: 1 – bioreaktor; 2 – omrörare; 3 – förvärmare; 4 – pump; 5 – filterelement; 6 – gaskompressor; 7 – gasometer; 8 – gödseluppsamlare; 9 – gödselutlopp (slam); 10 – styrenhet för uppvärmning

Vi överväger båda, men det bör noteras: att bygga en fullskalig anläggning är en ganska besvärlig och kostsam affär. Hemma lyckas man oftast bara göra något som liknar bearbetningsstationer. Ändå kan vissa försök vara framgångsrika.

Så fungerar en biogasanläggning

Produktionstekniken för biobränsle följer vanligtvis följande systemmetod:

1. Bioreaktorn (behållaren) fylls med gödsel.
2. Under en viss tid pågår en jäsningsprocess inuti reaktorn.
3. En gasmiljö bildas.
4. Gaserna avlägsnas från reaktorn.
5. Gasblandningen renas och leds för användning som bränsle.

Sammansättningen av den utgående gasblandningen kännetecknas av en ganska hög halt av olika ämnen. Mest förekommer metan (60%), koldioxid (35%) och andra ämnen, inklusive vätesulfid (5%).

Så här ser diagrammet över gasblandningens fördelning ut: 1 – metanhalt cirka 63-65%; 2 – koldioxidhalt cirka 30-33%; 3 – vätesulfidhalt cirka 2%; 4 – ammoniakhalt cirka 1%; 5 – vätehalt cirka 1%

Samtidigt behöver en hemmaproducerad gasgenereringsstation betydande lager av animaliska avfallsprodukter för effektiv drift.

Därför är det första man bör tänka på när det gäller att få biobränsle i hemmet (på sommarstugan) tillgången på råvaror för bearbetningsanläggningen.

Bygga en bioreaktor själv

När du har bestämt dig för råvarukällorna måste du sedan bestämma platsen för hem-(eller sommarstuge) bioreaktorn. Själva reaktorn är en tät behållare, tillräckligt stark, med en volym baserad på den dagliga tillförseln av gödselråvara för bearbetning (för referens: för att producera 100 m³ gasblandning behövs ungefär 1 ton gödsel).

Tabell över förhållandet mellan gödseltyp och mängd producerad biogas

Tabell som visar effektiviteten för en viss typ av biologiskt avfall med avseende på den erhållna gasvolymen. Som framgår av tabellen är svingödsel mest effektiv, eftersom den kan ge störst mängd biobränsle.

En sådan behållare måste installeras på en stabil grund, förses med avstängningsventiler och annan teknisk utrustning enligt det klassiska schemat. Den övre delen av kärlet bör göras avtagbar med bultfästen och tätningspackning.

För att säkerställa cykelns kontinuitet måste lagringsbehållaren utrustas med en konstgjord uppvärmningsmodul. Om gödselns jäsningseffektivitet och gasbildningshastighet under sommaren är fullt tillräckliga med yttre temperaturförhållanden, ändras situationen på vintern.

För vinterdrift av bioreaktorn krävs konstgjord uppvärmning, eftersom jäsningsbakteriernas aktivitet upphör redan vid 4-10 °C över noll. Därför måste kärlet ha en väl utförd värmeisolering. För detta är det lämpligt att använda den klassiska metoden med mineralullsisolering.

Ett tydligt exempel på isolering av bioreaktorn för vinterdrift. Som isoleringsmaterial användes här mineralull. Ovanpå är mineralullsskiktet täckt med foliematerial.

Det finns flera alternativ för att organisera uppvärmningen. Till exempel att använda elektriska värmare eller ett värmesystem med vatten som värmebärare (vattenmantel).

Effekten på uppvärmningskretsen bör beräknas utifrån den optimala temperaturen inne i reaktorn på 25–40 °C, som krävs för att uppnå en effektiv jäsningsprocess av biomassan.

Förutom värmare påverkar graden av stillastående biomassans jäsningsaktivitet. I praktiken måste gödselråvaran ständigt vara i rörelse inuti tanken. Biomassans rörelse förstärker jäsningsprocessen och förkortar tiden för att få fram gaskomponenten.

Ett alternativ för en sommaranläggning för bearbetning av gödsel och produktion av biobränsle. I detta fall är uppvärmningen gjord som ett betongvattenbad där reaktorkärlet är nedsänkt. Denna anläggning kan dock inte användas under vinterperioden.

Uppgiften att organisera rörelse löses genom att införa en speciell mekanisk omrörare i bioreaktorns konstruktion. Denna anordnings axel kopplas till axeln på en lågvarvsmotor som utför rotationsrörelsen. På- och avstängning av omrörningsprocessen kan göras manuellt eller automatiskt.

På vår webbplats finns en annan artikel som innehåller instruktioner för att bygga en anläggning för att producera biogas för ett privat hushålls behov.

Processen för att få biogas och gödselmedel

Konstruktionen av systemet för att producera biobränsle i hemmiljö förutsätter tekniskt att kärlet fylls med gödsel till ungefär 1/3 av kapaciteten. För påfyllning av gödsel görs en lastlucka med en hermetiskt tillslutande dörr. Det återstående fria övre området av bioreaktorn används för att samla de avgivna gaserna.

En hemgjord miniatyrbioreaktor, gjord av en vanlig 200-liters tunna. I princip är den fullt lämplig för användning i ett privat hushåll för att tillgodose blygsamma behov av biologiskt bränsle. Det är just den konstruktion som verkligen kan göras hemma för att producera biobränsle.

På kärlets övre och undre nivå måste du göra utloppshål. Upptill – gasutlopp, nedtill – utlopp för avtappning av behandlad gödsel (gödningsmedel). Även i området vid kärlets övre del rekommenderas att montera ett inspektionsfönster för att övervaka processen.

Röret för uttag av gasblandningen ansluts med ett tätt rör till en anordning som samtidigt fungerar som separator och vattenlås. För anslutning används ett rör (metall eller polyeten) med liten diameter (25-32 mm).

Själva separatorn är ett kärl med relativt liten kapacitet, fyllt med vatten. Gasen som passerar genom vattenmassan renas, förs ut till gasbehållare och därefter tillförs konsumenterna.

Exempel på en tvåstegsseparator – en hydraulisk vattenlås för anslutning av gasblandningen som kommer från bioreaktorn. En sådan filtreringsvariant ger en kvalitetsrenad produkt.

Den nedre rörstumpen på reaktorn (för uttag av behandlad gödsel – slam) bör göras med så stor diameter som möjligt. Till den ansluts en avstängningsventil (spjällventil) och en avledning görs till en behållare för uppsamling av slam. Den behandlade massan kan på gården framgångsrikt användas som gödningsmedel.

Detaljerad information om bestämning av erforderlig kärlvolym samt om beräkningar av bioreaktorns effektivitet och lämpligheten av biogasanvändning har vi behandlat i nästa artikel.

Vilken sammansättning ska gödselmassan ha?

Den gödselmassa som laddas in i bioreaktorn bör inte betraktas som enbart råmaterial som passar oavsett kvalitet. Sammansättningen av substansen har avgörande betydelse för jäsningsprocessen. I praktiken har det noterats att minskning av substratpartiklar åtföljs av bättre processeffektivitet.

Tydlig fiberstruktur hos substratet och ökad bakteriell kontaktyta – det är de viktigaste kriterierna som främjar snabb nedbrytning av gödselmassan. I detta tillstånd bildar gödselråmaterialet vid uppvärmning och omrörning varken sediment eller film på ytan, vilket avsevärt förenklar filtreringen av gasblandningen.

Förberedelse av gödselmassan för inmatning i reaktorn. Denna procedur ägnas inte mindre uppmärksamhet än allt annat, om man vill få en betydande volym biobränsle på kort tid.

Malningsgraden av råmaterialet bestämmer jäsningstiden, vilket i sin tur påverkar volymen av producerad gas. För att minska jäsningstiden måste råmaterialet malas väl: ju bättre malningskvalitet, desto kortare jäsningsperiod.

Användning av biogas för hushållsbehov

Användningsområdet för denna typ av energiresurs är ganska omfattande. Genom att använda biogas som bränsle produceras elektrisk energi, varmvatten eller ånga. Det finns många praktiska exempel där biobränsle används för att tanka fordon.

Men för att undvika problem med användningen av sådant bränsle på gården är det oerhört viktigt att inrätta ett lager för den producerade biogasen, genom att avsätta rätt plats för en gasbehållare på tomten.

Biogasanläggningar av denna typ är utrustning som möjliggör skapandet av avfallsfria produktioner. I detta avseende visar vissa länder i Västeuropa ett lyckat exempel.

Till exempel har produktionen av denna bränsletyp i Danmark nått nästan 20% av landets totala energiresurser. I stora regioner i världen – Indien och Kina – räknas biogasanläggningarna i hundratusental.

Kraftfulla industriella anläggningar för produktion av biobränsle. Sådana konstruktioner kan fullt ut förse stora jordbruksstrukturer med biobränsle. Över hela världen används ett enormt antal liknande system. Och den kvantitativa tillväxten fortsätter aktivt.

Det är inte utan anledning som ett betydande intresse för biogasproduktionsprocesser noteras över hela världen.

Detta är ett av de energialternativ som anses vara en alternativ källa och som man ser framtiden för, därför följer bönder och chefer inom bostads- och kommunaltjänster, ägare av privata hushåll och småföretag noggrant teknikens utveckling.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Översikt av en enhet för biogasproduktion, tillverkad av en plasttank på 127 liter. Enhetens egenskaper och användningstips.

Särskilt intresse för användningen av anläggningarna visas bland ägare inom restaurang- och gastronomisektorn, där ämnet om bearbetning av matavfall fortfarande är aktuellt. På denna grund finns en god möjlighet att skapa billig deponering av organiskt avfall till nytta för hushållen. Slutligen är biobränsleproduktionstekniken ett verkligt bevarande av miljön, vilket inte kan sägas om produktionen av andra energikällor.

Är du intresserad av att tillverka biobränsle och vill förtydliga vissa punkter? Ställ kontroversiella frågor i kommentarerna – våra experter kommer att försöka klargöra sådana punkter.

Eller kanske du är väl bekant med tillverkningen av en bioreaktor och processen att få biogas? Dela dina praktiska kunskaper och din åsikt om denna fråga under vår artikel – många hushållare kommer att vara intresserade av dina erfarenheter och rekommendationer.