Sådan laver du selv biobrændstof af gylle derhjemme

Moderne teknologier til forarbejdning af alle slags råmaterialer åbner mulighed for en vellykket løsning på problemet med at fremstille biobrændstof af gylle direkte i hjemmet. Ved selv at lave biobrændstof derhjemme takket være nye principper for affaldshåndtering, kan man samtidig producere gødning til landbrugsafgrøder.

Og hvad der kræves til dette, og hvordan man korrekt fremstiller en bioreaktor – disse spørgsmål vil vi gennemgå i detaljer i vores artikel. Vi giver anbefalinger til valg af det bedste råmateriale til at producere biogas og gennemgår anvendelsesmulighederne for det fremstillede brændstof til husholdningsbehov.

Selvfølgelig er den nemmeste vej at købe færdige industrielle anlæg. Men deres høje pris tvinger en til at overveje mulighederne for selv at bygge produktionssystemer.

Kort om definitionen af biogas

Ifølge videnskabelige definitioner er biogas et produkt, der opnås ved gæringsprocessen af en masse biologisk affald. Gæringsproduktet er metan eller brint.

Dannelsen af metan (eller brint) sker som følge af aktiviteten af tre typer bakterier:

• hydrolytiske;
• syredannende;
• metandannende.

Et kvalitets gæringsprodukt anses for at være sammensætningen af gasblandingen, hvis indhold fordeler sig i forholdet: 50-85% metan, 15-50% kuldioxid og mindre end 5% svovlbrinte.

Sådan ser diagrammet over udvinding af alternativ energi omtrent ud. Her anvendes traditionelle husholdningsråvarer, der er velegnede til at fremstille alternativ energi – biobrændstof

Denne gasblanding føres gennem filtre for at fjerne CO² og H²S, hvorefter der er rent biologisk metan tilbage. Denne gas adskiller sig ikke fra naturgas, der anvendes i husholdninger og industri.

Råvarer til at opnå en kvalitets biologisk gasblanding er normalt:

• gødning og fjerkrægødning;
• affald fra alkoholproduktion (bærme);
• overskud fra bryggeriproduktion (mask);
• fækalier og affald fra fiskeproduktion;
• roepulp, husholdningsaffald, græs og andet.

Dette er kun en del af alle tilladte råvarer. Men selv denne liste viser, hvor alsidig råvarelisten er for at kunne etablere biogasproduktion på fast basis.

Et biobrændstofproduktionsanlæg, fremstillet til behovene hos en af de mange eksisterende landbrug. En lille station, men fuldt ud tilfredsstillende behovene i et privat landbrug.

De volumetriske udbytter af gasblandingen afhænger direkte af den anvendte råvaretype og dens tørstofindhold. Så hvis man anvender kvæggødning, er det realistisk at få 50-60 m³ biobrændstof med op til 60% metan fra ét ton gødning.

Det menes, at de bedste råvarer er affald med højt fedtindhold. Forarbejdning af ét ton fedtaffald gennem et klassisk biobrændstofanlæg kan give op til 1300 m³ gasblanding, hvor metanindholdet når op på 90%.

Hvordan laver man et forarbejdningsmodul til gården?

For at lave et system til forarbejdning af affald til biobrændstof, skal man som minimum kende til driftsprincippet for sådanne enheder og have kendskab til kredsløbsteknik.

Diagram over bioreaktoranlæg: 1 – bioreaktor; 2 – omrører; 3 – varmelegeme; 4 – pumpe; 5 – filterelement; 6 – gaskompressor; 7 – gasbeholder; 8 – gødningsopsamler; 9 – gødningsudløb (slam); 10 – varmestyringspanel

Lad os overveje begge dele, men det skal bemærkes: opførelsen af en fuldgyldig installation er en ret besværlig og omkostningstung affære. I hjemmet lykkes det som regel kun at lave noget, der ligner forarbejdningsanlæg. Ikke desto mindre kan nogle forsøg være vellykkede.

Driftsprincip for biogasanlæg

Teknologien til produktion af biobrændstof understøtter typisk følgende systemtilgang:

1. Bioreaktoren (beholderen) fyldes med gødning.
2. I en bestemt periode foregår gæringsprocessen inde i reaktoren.
3. Der dannes et gasmiljø.
4. Gasserne udledes fra reaktoren.
5. Gasblandingen renses og ledes til brug som brændstof.

Sammensætningen af den udgående gasblanding er kendetegnet ved en ret høj mætning med forskellige stoffer. I procent er der mest metan (60%), kuldioxid (35%) og andre stoffer, herunder svovlbrinte (5%).

Sådan ser diagrammet over gasblandingens fordeling ud: 1 – metanindhold omkring 63-65%; 2 – kuldioxidindhold omkring 30-33%; 3 – svovlbrinteindhold ca. 2%; 4 – ammoniakindhold omkring 1%; 5 – brintindhold omkring 1%

I mellemtiden kræver effektiv drift af en hjemmeproduceret gasgenereringsstation betydelige lagre af affaldsprodukter fra dyreriget.

Derfor er det første, man skal være opmærksom på i løsningen af problemet med at opnå biobrændstof under hjemme- (sommerhus-) forhold, tilstedeværelsen af råvarekilder til forarbejdningsanlægget.

Selvbygning af bioreaktor

Når man har besluttet sig for råvarekilderne, skal man dernæst beslutte sig for placeringen af hjemme- (eller sommerhus-) bioreaktoren. Selve reaktoren er en tæt beholder, der er tilstrækkelig robust, med et volumen beregnet ud fra den daglige tilførsel af gødningsråvarer til forarbejdning (til orientering: til at opnå 100 m³ gasblanding kræves ca. 1 ton gødning).

Tabel over forholdet mellem gødningstype og mængden af produceret biogas

En tabel, der viser effektiviteten af den ene eller anden type biologisk affald, set i forhold til den opnåede gasmængde. Som det fremgår af tabellen, er svinegødning den mest effektive, da den kan give den største mængde biobrændstof.

En sådan beholder skal installeres på et solidt fundament, udstyres med afspærringsventiler og andet teknisk tilbehør i henhold til den klassiske skitse. Beholderens øvre del bør helst være aftagelig med boltforbindelser og en tætningspakning.

For at sikre kontinuitet i cyklussen skal opbevaringsbeholderen udstyres med en kunstig opvarmningsmodul. Hvis effektiviteten af gødningsgæring og gasdannelseshastigheden om sommeren er tilstrækkeligt sikret af de eksterne temperaturforhold, ændrer situationen sig om vinteren.

Til vinterdrift af bioreaktoren er det absolut nødvendigt med kunstig opvarmning, da gæringsbakterierne allerede stopper deres aktivitet ved 4-10 °C over nul. Derfor skal tanken have en godt udført varmeisolering. Til dette formål egner den klassiske metode med isolering af mineraluld sig godt.

Et tydeligt eksempel på isolering af en bioreaktor til vinterdrift. Som isoleringsmateriale er der her brugt mineraluld. Oven på uldlaget er der dækket med et foliebelagt materiale.

Der er flere muligheder for at organisere opvarmning. For eksempel brug af elektriske varmelegemer eller et varmesystem med vand som varmebærer (vandkappe).

Beregningen af varmekredsens effekt skal baseres på den optimale temperatur inde i reaktoren på 25-40 °C, som er nødvendig for at opnå en effektiv gæringsproces af biomassen.

Ud over varmelegemer påvirker graden af stillestående biomassen gæringsaktiviteten. I princippet skal gødningsmaterialet inde i tanken konstant være i bevægelse. Bevægelsen af biomassen forstærker gæringsprocessen og forkorter tiden for at opnå gasbestanddelen.

En variant af et sommeranlæg til forarbejdning af gødning og produktion af biobrændstof. I dette tilfælde er opvarmningen udført som et betonvandbad, hvori reaktortanken er nedsænket. Dette anlæg kan dog ikke anvendes om vinteren.

Problemet med at organisere bevægelse løses ved at indføre en speciel mekanisk omrører i bioreaktorens konstruktion. Akslen på denne enhed forbindes med akslen på en langsomtgående motor, som udfører rotationsbevægelsen. Tænding og slukning af omrøringsprocessen kan gøres manuelt eller automatisk.

På vores hjemmeside er der en anden artikel, der indeholder instruktioner til opsætning af et anlæg til produktion af biogas til et privat hjem.

Processen med at fremstille biogas og gødning

Konstruktionen af systemet til at opnå biobrændstof i hjemmet indebærer teknisk set, at beholderen fyldes med gødning til omkring 1/3 af kapaciteten. Til påfyldning af gødningen laves en påfyldningslem med en tætlukket dør. Det resterende frie område øverst i bioreaktoren bruges til ophobning af de udskilte gasser.

En hjemmelavet miniaturebioreaktor, lavet på basis af en almindelig 200-liters tønde. I princippet er den ganske velegnet til at dække beskedne behov for biologisk brændstof i en privat husstand. Det er netop den konstruktion, som man realistisk set kan lave derhjemme for at få biobrændstof.

I skal lave udløbsåbninger i toppen og bunden af beholderen. Øverst – gasudløb, nederst udløb til tømning af behandlet gødning (gødningsstoffer). Også i området nær toppen af beholderen er det ønskeligt at montere et inspektionsvindue for at observere processen.

Røret til udledning af gasblandingen forbindes med en tæt rørledning til en enhed, der samtidig fungerer som separator og vandlås. Til forbindelsen bruges et rør (metal eller polyethylen) med lille diameter (25-32 mm).

Selve separatoren er en beholder med relativt lille kapacitet, fyldt med vand. Gassen, der passerer gennem vandmassen, renses, ledes til gastank og derefter til forbrugerne.

Eksempel på en to-trins separator – en hydraulisk lås til tilførsel af gasblanding fra bioreaktoren. Denne filtreringsmetode giver et kvalitativt renset produkt.

Det nederste rørstuds på reaktoren (til udledning af behandlet gødning – slam) bør laves med så stor diameter som muligt. Der tilsluttes en afspærringsventil (spjældventil), og der laves en afledning til en beholder til opsamling af slam. Den behandlede masse kan med held anvendes som gødning i landbruget.

Detaljerede oplysninger om bestemmelse af den nødvendige beholdervolumen samt beregninger af bioreaktorens effektivitet og hensigtsmæssigheden af at bruge biogas har vi behandlet i følgende artikel.

Hvilken sammensætning skal gyllemassen have?

Den gødningsmasse, der fyldes i bioreaktoren, bør ikke blot betragtes som råmateriale, der er egnet i enhver kvalitet. Substansens sammensætning har afgørende betydning for gæringsprocessen. I praksis er det observeret, at en reduktion af substratpartiklerne medfører bedre proceseffektivitet.

Udtalt fiberstruktur i substratet og øget kontaktflade for bakterierne – det er de vigtigste kriterier, der fremmer hurtig nedbrydning af gødningen. I denne tilstand danner gødningsråmaterialet ved opvarmning og omrøring ikke bundfald eller film på overfladen, hvilket væsentligt forenkler filtreringen af gasblandingen.

Forberedelse af gødningsmassen til indlæsning i reaktoren. Denne procedure gives ikke mindre opmærksomhed end alt andet, hvis man ønsker at opnå en betydelig mængde biobrændsel på kort tid.

Graden af formalingsgraden af råmaterialet bestemmer gæringens varighed, hvilket igen påvirker mængden af produceret gas. Derfor, for at reducere gæringstiden, er det nødvendigt at male råmaterialet godt: jo bedre formalingskvalitet, desto kortere gæringsperiode.

Særlige anvendelser af biogas til husholdningsbehov

Anvendelsesområdet for denne type energiressource er ret omfattende. Ved at bruge biogas som brændstof producerer man elektrisk energi, får varmt vand eller damp. Der er mange eksempler fra praksis, hvor biobrændstof bruges til at tanke motorkøretøjer.

Men for at der ikke opstår problemer på ejendommen ved brug af sådant brændstof, er det ekstremt vigtigt at indrette et lager for den producerede biogas, ved at afsætte det rigtige sted til en gastank på grunden.

Biogasanlæg af denne type er udstyr, der muliggør skabelse af affaldsfri produktion. I den henseende viser enkelte vesteuropæiske lande et godt eksempel.

For eksempel har produktionen af denne type brændstof i Danmark nået næsten 20% af landets samlede energiressourcer. I store regioner i verden – Indien og Kina – tæller biogasanlæggene i hundredtusindvis.

Kraftige industrielle anlæg til udvinding af biobrændstof. Sådanne konstruktioner er i stand til fuldstændigt at forsyne store landbrugsstrukturer med biobrændstof. Over hele verden anvendes et enormt antal af sådanne systemer. Og den kvantitative vækst fortsætter aktivt.

Ikke uden grund bemærkes en betydelig stigning i interesse verden over for processerne ved produktion af biogas.

Dette er en af de energimuligheder, der betragtes som alternative kilder, og som man ser fremtiden i, derfor følger landmænd og ledere af boligselskaber, ejere af private husstande og små virksomheder nøje teknologiens udvikling.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Oversigt over et aggregat til produktion af biogas, hvor der er brugt en plastiktank på 127 liter. Enhedens funktioner og råd om drift.

Særlig interesse for anvendelse af anlæggene viser sig blandt ejere i restaurant- og gastronomibranchen, hvor temaet om affaldsbehandling af madaffald stadig er aktuelt. På dette grundlag er der en god mulighed for at skabe billig bortskaffelse af organisk affald til gavn for virksomheder. Endelig er teknologien til produktion af biobrændstof en reel bevarelse af miljøet, hvilket ikke kan siges om produktionen af andre energikilder.

Interesserer du dig for fremstilling af biobrændstof og vil du afklare nogle punkter? Stil spørgsmål i kommentarerne – vores eksperter vil forsøge at belyse sådanne punkter.

Eller måske er du ikke ubekendt med fremstilling af en bioreaktor og processen med at få biogas? Del dine praktiske erfaringer og din mening om dette emne under vores artikel – mange landbrugere vil være interesserede i dine erfaringer og anbefalinger.