Cara membuat metana di rumah. Pabrik biogas DIY untuk rumah

28.08.2023

Banyak pemilik rumah yang khawatir tentang cara mengurangi biaya pemanas rumah, memasak, dan pasokan listrik. Beberapa dari mereka telah membangun pembangkit biogas dengan tangan mereka sendiri dan mengisolasi sebagian atau seluruhnya dari pemasok energi. Ternyata mendapatkan bahan bakar gratis di rumah pribadi tidaklah terlalu sulit.

Apa itu biogas dan bagaimana cara menggunakannya?

Pemilik peternakan wisma tahu: dengan menumpuk bahan tanaman, kotoran burung, dan pupuk kandang, seiring waktu Anda bisa mendapatkan pupuk organik yang berharga. Namun hanya sedikit dari mereka yang mengetahui bahwa biomassa tidak terurai dengan sendirinya, melainkan di bawah pengaruh berbagai bakteri.

Dengan mengolah substrat biologis, mikroorganisme kecil ini melepaskan produk limbah, termasuk campuran gas. Sebagian besar (sekitar 70%) adalah metana - gas yang sama yang terbakar di kompor rumah tangga dan ketel pemanas.

Ide pemanfaatan bahan bakar ramah lingkungan untuk berbagai kebutuhan ekonomi bukanlah hal baru. Perangkat untuk ekstraksinya digunakan di Tiongkok kuno. Inovator Soviet juga menjajaki kemungkinan penggunaan biogas pada tahun 60an abad lalu. Namun teknologi mengalami kebangkitan nyata di awal tahun 2000an. Saat ini, pembangkit listrik tenaga biogas aktif digunakan di Eropa dan Amerika untuk pemanas rumah dan kebutuhan lainnya.

Bagaimana cara kerja pembangkit biogas?

Prinsip pengoperasian alat produksi biogas cukup sederhana:

Biomassa yang diencerkan dengan air dimasukkan ke dalam wadah tertutup, di mana ia mulai “berfermentasi” dan melepaskan gas;
isi tangki diperbarui secara berkala - bahan mentah yang diproses oleh bakteri dikeringkan dan ditambahkan bahan segar (rata-rata sekitar 5-10% setiap hari);
Gas yang terkumpul di bagian atas tangki disuplai melalui tabung khusus ke pengumpul gas, dan kemudian ke peralatan rumah tangga.

Diagram pembangkit listrik tenaga biogas.

Bahan baku apa yang cocok untuk bioreaktor?

Instalasi untuk memproduksi biogas hanya menguntungkan jika terdapat pengisian bahan organik segar setiap hari - pupuk kandang atau kotoran ternak dan unggas. Anda juga dapat menambahkan potongan rumput, pucuk, daun, dan limbah rumah tangga (khususnya kulit sayuran) ke dalam bioreaktor.

Efisiensi pemasangan sangat bergantung pada jenis bahan baku yang dimuat. Terbukti dengan massa yang sama, rendemen biogas tertinggi diperoleh dari kotoran babi dan kotoran kalkun. Sebaliknya, kotoran sapi dan limbah silase menghasilkan lebih sedikit gas untuk beban yang sama.

Penggunaan bahan baku bio untuk pemanas rumah.

Apa yang tidak bisa digunakan di pembangkit listrik tenaga biogas?

Ada beberapa faktor yang secara signifikan dapat mengurangi aktivitas bakteri anaerob, atau bahkan menghentikan sama sekali proses produksi biogas. Bahan baku yang mengandung:

antibiotik;
cetakan;
deterjen sintetis, pelarut dan “bahan kimia” lainnya;
resin (termasuk serbuk gergaji dari pohon jenis konifera).

Tidak efektif menggunakan kotoran yang sudah membusuk - hanya sampah segar atau sampah yang sudah dikeringkan yang dapat dimuat. Selain itu, bahan mentah tidak boleh tergenang air - indikator 95% sudah dianggap kritis. Namun, sejumlah kecil air bersih masih perlu ditambahkan ke dalam biomassa untuk memudahkan pemuatannya dan mempercepat proses fermentasi. Kotoran dan limbah diencerkan hingga konsistensi bubur semolina encer.

Pabrik biogas untuk rumah

Saat ini industri sudah memproduksi instalasi untuk memproduksi biogas dalam skala industri. Perolehan dan pemasangannya mahal; peralatan seperti itu di rumah tangga pribadi akan terbayar paling cepat dalam 7-10 tahun, asalkan bahan organik dalam jumlah besar digunakan untuk pemrosesan. Pengalaman menunjukkan bahwa, jika diinginkan, pemilik yang terampil dapat membangun pembangkit listrik tenaga biogas kecil untuk rumah pribadi dengan tangannya sendiri, dan dari bahan yang paling terjangkau.

Mempersiapkan bunker pengolahan

Pertama-tama, Anda membutuhkan wadah silinder yang tertutup rapat. Anda tentu saja dapat menggunakan panci atau panci besar, tetapi volumenya yang kecil tidak memungkinkan produksi gas yang cukup. Oleh karena itu, untuk tujuan ini, tong plastik dengan volume 1 m³ hingga 10 m³ paling sering digunakan.

Anda bisa membuatnya sendiri. Lembaran PVC tersedia secara komersial, dengan kekuatan dan ketahanan yang cukup terhadap lingkungan agresif, lembaran tersebut dapat dengan mudah dilas ke dalam struktur konfigurasi yang diinginkan. Tong logam dengan volume yang cukup juga dapat digunakan sebagai bunker. Benar, Anda harus melakukan tindakan anti-korosi - menutupi bagian dalam dan luar dengan cat tahan lembab. Jika tangki terbuat dari baja tahan karat, hal ini tidak perlu dilakukan.

Sistem pembuangan gas

Pipa saluran keluar gas dipasang di bagian atas laras (biasanya di tutupnya) - di sinilah gas terakumulasi, menurut hukum fisika. Melalui pipa yang terhubung, biogas disuplai ke segel air, kemudian ke tangki penyimpanan (opsional, menggunakan kompresor ke dalam silinder) dan ke peralatan rumah tangga. Disarankan juga untuk memasang katup pelepas di sebelah saluran keluar gas - jika tekanan di dalam tangki menjadi terlalu tinggi, maka akan melepaskan kelebihan gas.

Sistem penyediaan dan pembongkaran bahan baku

Untuk memastikan produksi campuran gas yang berkelanjutan, bakteri di dalam substrat harus terus-menerus (setiap hari) “diberi makan”, yaitu, pupuk kandang segar atau bahan organik lainnya harus ditambahkan. Pada gilirannya, bahan mentah yang sudah diproses harus dikeluarkan dari bunker agar tidak memakan ruang yang berguna di bioreaktor.

Untuk melakukan ini, dua lubang dibuat di laras - satu (untuk membongkar) hampir di dekat bagian bawah, yang lain (untuk memuat) lebih tinggi. Pipa dengan diameter minimal 300 mm dilas (disolder, direkatkan) ke dalamnya. Pipa pemuatan diarahkan ke atas dan dilengkapi dengan corong, dan saluran pembuangan diatur sedemikian rupa sehingga memudahkan untuk mengumpulkan bubur yang telah diproses (nantinya dapat digunakan sebagai pupuk). Sambungannya disegel.

Sistem pemanas

Isolasi termal bunker.

Jika bioreaktor dipasang di luar ruangan atau di ruangan yang tidak berpemanas (yang diperlukan untuk alasan keamanan), maka bioreaktor harus dilengkapi dengan insulasi termal dan pemanas substrat. Kondisi pertama dicapai dengan “membungkus” laras dengan bahan isolasi apa pun atau dengan memperdalamnya ke dalam tanah.

Sedangkan untuk pemanasan, Anda dapat mempertimbangkan berbagai pilihan. Beberapa pengrajin memasang pipa di dalamnya tempat air bersirkulasi dari sistem pemanas dan memasangnya di sepanjang dinding tong dalam bentuk kumparan. Yang lain menempatkan reaktor di tangki yang lebih besar dengan air di dalamnya, dipanaskan dengan pemanas listrik. Opsi pertama lebih nyaman dan ekonomis.

Untuk mengoptimalkan pengoperasian reaktor, perlu menjaga suhu isinya pada tingkat tertentu (minimal 38⁰C). Namun jika suhunya melebihi 55⁰C, maka bakteri pembentuk gas akan “matang” dan proses fermentasi akan terhenti.

Sistem pencampuran

Seperti yang diperlihatkan oleh praktik, dalam desain, pengaduk manual dengan konfigurasi apa pun secara signifikan meningkatkan efisiensi bioreaktor. Sumbu tempat bilah “mixer” dilas (disekrup) dikeluarkan melalui tutup tong. Pegangan gerbang kemudian ditempatkan di atasnya, dan lubangnya ditutup dengan hati-hati. Namun, pengrajin rumahan tidak selalu melengkapi fermentor dengan alat tersebut.

Produksi biogas

Setelah instalasi siap, biomassa yang diencerkan dengan air dengan perbandingan kurang lebih 2:3 dimasukkan ke dalamnya. Limbah berukuran besar harus dihancurkan - ukuran fraksi maksimum tidak boleh melebihi 10 mm. Kemudian tutupnya ditutup - yang perlu Anda lakukan hanyalah menunggu campuran mulai “berfermentasi” dan mengeluarkan biogas. Dalam kondisi optimal, pasokan bahan bakar pertama diamati beberapa hari setelah pemuatan.

Fakta bahwa gas telah “mulai” dapat dinilai dari karakteristik suara gemericik di segel air. Pada saat yang sama, laras harus diperiksa kebocorannya. Ini dilakukan dengan menggunakan larutan sabun biasa - dioleskan ke semua sendi dan diamati apakah muncul gelembung.

Pembaruan pertama bahan baku bio harus dilakukan dalam waktu sekitar dua minggu. Setelah biomassa dituangkan ke dalam corong, limbah bahan organik dengan volume yang sama akan keluar dari pipa saluran keluar. Kemudian prosedur ini dilakukan setiap hari atau dua hari sekali.

Berapa lama biogas yang dihasilkan bisa bertahan?

Di pertanian kecil, pembangkit biogas tidak akan menjadi alternatif mutlak pengganti gas alam dan sumber energi lain yang tersedia. Misalnya, dengan menggunakan alat berkapasitas 1 m³, Anda hanya bisa mendapatkan bahan bakar untuk memasak beberapa jam untuk keluarga kecil.

Namun dengan bioreaktor berukuran 5 m³ sudah dimungkinkan untuk memanaskan ruangan dengan luas 50 m², namun pengoperasiannya perlu dipertahankan dengan memuat bahan baku setiap hari dengan berat minimal 300 kg. Untuk melakukan ini, Anda perlu memiliki sekitar sepuluh babi, lima sapi, dan beberapa lusin ayam di peternakan.

Pengrajin yang berhasil secara mandiri membuat pembangkit listrik tenaga biogas berbagi video dengan kelas master di Internet:

Bahan wajib yang diperlukan:

dua wadah;
menghubungkan pipa;
katup;
penyaring gas;
sarana untuk memastikan kekencangan (lem, resin, sealant, dll.);

Diinginkan:

pengaduk dengan motor listrik;
sensor temperatur;
pengukur tekanan;

Urutan di bawah ini cocok untuk wilayah selatan. Untuk pengoperasian dalam kondisi apa pun, sistem pemanas reaktor harus ditambahkan, yang akan memastikan pemanasan bejana hingga 40 derajat Celcius dan meningkatkan isolasi termal, misalnya, dengan menutup struktur dengan rumah kaca. Dianjurkan untuk menutupi rumah kaca dengan film hitam. Dianjurkan juga untuk menambahkan perangkat drainase kondensat ke dalam pipa.

Membuat pembangkit biogas sederhana:

Buat wadah penyimpanan. Kami memilih tangki tempat biogas yang dihasilkan akan disimpan. Reservoir dipasang dengan katup dan dilengkapi dengan pengukur tekanan. Jika konsumsi gas konstan, maka tidak diperlukan tangki bensin.
Isolasi struktur di dalam lubang.
Pasang pipa. Letakkan pipa ke dalam lubang untuk memuat bahan mentah dan mengeluarkan kompos humus. Lubang inlet dan outlet dibuat pada tangki reaktor. Reaktor ditempatkan di dalam lubang. Pipa dihubungkan ke lubang. Pipa-pipa tersebut diikat erat menggunakan lem atau bahan lain yang sesuai. Diameter pipa kurang dari 30 cm akan menyebabkan penyumbatan. Lokasi pemuatan harus dipilih di sisi yang cerah.
Pasang palka. Rektor yang dilengkapi palka membuat pekerjaan perbaikan dan pemeliharaan menjadi lebih nyaman. Lubang palka dan bejana reaktor harus ditutup dengan karet. Anda juga dapat memasang sensor suhu, tekanan, dan level bahan mentah.
Pilih wadah untuk bioreaktor. Wadah yang dipilih harus tahan lama - karena fermentasi melepaskan energi dalam jumlah besar; memiliki isolasi termal yang baik; menjadi udara dan tahan air. Wadah berbentuk telur paling cocok. Jika membangun reaktor semacam itu bermasalah, maka bejana berbentuk silinder dengan tepi membulat akan menjadi alternatif yang baik. Wadah berbentuk persegi kurang efisien karena biomassa yang mengeras akan menumpuk di sudut-sudutnya sehingga menyulitkan fermentasi.
Siapkan lubangnya.
Pilih lokasi untuk memasang instalasi selanjutnya. Dianjurkan untuk memilih tempat yang cukup jauh dari rumah sehingga Anda dapat menggali lubang. Menempatkannya di dalam lubang memungkinkan Anda menghemat isolasi termal secara signifikan, menggunakan bahan murah seperti tanah liat.
Periksa kekencangan struktur yang dihasilkan.
Mulai sistem.
Tambahkan bahan mentah. Kami menunggu sekitar dua minggu hingga semua proses yang diperlukan berlangsung. Kondisi yang diperlukan untuk pembakaran gas adalah menghilangkan karbon dioksida. Filter biasa dari toko perangkat keras bisa digunakan untuk ini. Filter buatan sendiri terbuat dari pipa gas sepanjang 30 cm yang diisi dengan serutan kayu dan logam kering.

Komposisi dan jenis

Biogas adalah gas yang diperoleh dari proses biokimia tiga fase pada biomassa, yang berlangsung dalam kondisi tertutup.

Proses penguraian biomassa terjadi secara berurutan: pertama terkena bakteri hidrolitik, kemudian bakteri pembentuk asam, dan terakhir bakteri pembentuk metana. Bahan mikroorganisme pada setiap tahapan merupakan produk aktivitas tahapan sebelumnya.

Pada keluarannya, perkiraan komposisi biogas terlihat seperti ini:

metana (50 hingga 70%);
karbon dioksida (30 hingga 40%);
hidrogen sulfida (~2%);
hidrogen (~1%);
amonia (~1%);

Keakuratan proporsi dipengaruhi oleh bahan baku yang digunakan dan teknologi produksi gas. Metana mempunyai potensi untuk terbakar; semakin tinggi persentasenya, semakin baik.

Kebudayaan kuno yang berumur lebih dari tiga ribu tahun (India, Persia atau Asyur) memiliki pengalaman menggunakan gas rawa yang mudah terbakar. Landasan ilmiah terbentuk jauh kemudian. Rumus kimia metana CH 4 ditemukan oleh ilmuwan John Dalton, dan keberadaan metana dalam gas rawa ditemukan oleh Humphry Davy. Perang Dunia Kedua memainkan peran utama dalam pengembangan industri energi alternatif, yang mengharuskan pihak-pihak yang bertikai memiliki kebutuhan sumber daya energi yang sangat besar.

Kepemilikan cadangan minyak dan gas alam yang besar di Uni Soviet menyebabkan kurangnya permintaan terhadap teknologi produksi energi lainnya; studi tentang biogas terutama merupakan subjek yang menarik bagi ilmu pengetahuan akademis. Saat ini, situasi telah banyak berubah sehingga, selain produksi industri berbagai jenis bahan bakar, siapa pun dapat membuat pembangkit listrik tenaga biogas untuk keperluannya sendiri.

Perangkat instalasi

– seperangkat peralatan yang dirancang untuk menghasilkan biogas dari bahan mentah organik.

Berdasarkan jenis bahan baku yang dipasok, jenis pembangkit biogas dibedakan sebagai berikut:

dengan porsi makan;
dengan pemberian makan terus menerus;

Pembangkit biogas dengan pasokan bahan baku yang konstan akan lebih efisien.

Berdasarkan jenis pengolahan bahan baku:

Tidak ada pengadukan otomatis bahan mentah dan menjaga suhu yang dibutuhkan - kompleks dengan peralatan minimal, cocok untuk pertanian kecil (Diagram 1).
Dengan pengadukan otomatis, tetapi tanpa mempertahankan suhu yang diperlukan - juga melayani peternakan kecil, lebih efisien dibandingkan tipe sebelumnya.
Dengan dukungan untuk suhu yang dibutuhkan, tetapi tanpa pencampuran otomatis.
Dengan pencampuran bahan baku otomatis dan dukungan suhu.

Prinsip operasi

Proses pengubahan bahan mentah organik menjadi biogas disebut fermentasi. Bahan mentah dimasukkan ke dalam wadah khusus yang memberikan perlindungan biomassa yang andal dari oksigen. Suatu peristiwa yang terjadi tanpa campur tangan oksigen disebut anaerobik.

Di bawah pengaruh bakteri khusus, fermentasi mulai terjadi di lingkungan anaerobik. Saat fermentasi berlangsung, bahan mentah menjadi tertutup kerak, yang harus dihancurkan secara teratur. Penghancuran dilakukan dengan pencampuran menyeluruh.

Isinya perlu dicampur minimal dua kali sehari, tanpa mengganggu ketatnya proses. Selain menghilangkan kerak, pengadukan memungkinkan Anda mendistribusikan keasaman dan suhu secara merata di dalam massa organik. Sebagai hasil dari manipulasi ini, biogas dihasilkan.

Gas yang dihasilkan dikumpulkan dalam tangki bensin dan dari sana dialirkan ke konsumen melalui pipa. Pupuk hayati yang diperoleh setelah pengolahan bahan baku dapat digunakan sebagai bahan tambahan makanan hewan atau ditambahkan ke dalam tanah. Pupuk ini disebut kompos humus.

Pembangkit biogas mencakup unsur-unsur berikut:

tangki homogenisasi;
reaktor;
pengaduk;
tangki penyimpanan (penampung gas);
kompleks pemanasan dan pencampuran air;
kompleks gas;
kompleks pompa;
pemisah;
sensor kontrol;
Instrumentasi dan otomatisasi dengan visualisasi;
sistem keamanan;

Contoh pembangkit biogas tipe industri ditunjukkan pada Diagram 2.

Bahan baku yang digunakan

Penguraian bahan hewan atau tumbuhan akan melepaskan gas yang mudah terbakar pada tingkat yang berbeda-beda. Campuran berbagai komposisi sangat cocok untuk bahan baku: pupuk kandang, jerami, rumput, berbagai limbah, dll. Reaksi kimianya memerlukan kelembaban 70%, sehingga bahan bakunya harus diencerkan dengan air.

Kehadiran bahan pembersih, klorin, dan bubuk pencuci dalam biomassa organik tidak dapat diterima, karena mengganggu reaksi kimia dan dapat merusak reaktor. Juga tidak cocok untuk reaktor adalah bahan baku dengan serbuk gergaji dari pohon jenis konifera (mengandung resin), dengan proporsi lignin yang tinggi dan melebihi ambang batas kelembaban 94%.

Sayur-mayur. Bahan baku tanaman sangat baik untuk produksi biogas. Rumput segar memberikan hasil bahan bakar maksimum - sekitar 250 m 3 gas dengan kandungan metana 70% diperoleh dari satu ton bahan mentah. Silase jagung sedikit lebih kecil - 220 m3. Bagian atas bit – 180 m3.

Hampir semua tanaman, jerami atau alga dapat digunakan sebagai biomassa. Kerugian penerapannya adalah lamanya siklus produksi. Proses mendapatkan biogas memakan waktu hingga dua bulan. Bahan bakunya harus digiling halus.

Satwa. Limbah dari pabrik pengolahan, pabrik susu, rumah potong hewan, dll. Cocok untuk pabrik biogas. Hasil bahan bakar maksimum disediakan oleh lemak hewani - 1500 m 3 biogas dengan kandungan metana 87%. Kerugian utama adalah kekurangan. Bahan baku hewani juga harus digiling.

Kotoran. Keunggulan utama pupuk kandang adalah murahnya dan mudah didapat. Kerugian – kuantitas dan kualitas biogas lebih rendah dibandingkan jenis bahan baku lainnya. Kotoran kuda dan sapi bisa langsung diolah. Siklus produksi akan memakan waktu kurang lebih dua minggu dan akan menghasilkan output sebesar 60 m3 dengan kandungan metana 60%.

Kotoran ayam dan kotoran babi tidak dapat dimanfaatkan secara langsung karena bersifat racun. Untuk memulai proses fermentasi harus dicampur dengan silase. Produk kotoran manusia juga dapat digunakan, namun limbah tidak cocok karena kandungan tinjanya rendah.

Skema kerja

Skema 1 – instalasi biogas tanpa pencampuran bahan mentah secara otomatis:

Skema 2 – instalasi biogas industri:

Terakhir, berikut adalah daftar informasi berguna yang akan membantu Anda menghindari masalah tambahan saat membuat pembangkit listrik tenaga biogas:

Praktek mengatakan bahwa untuk memanaskan tempat tinggal dengan luas 50 m2, perlu mengkonsumsi 3,5 m3 gas per jam.
Tidak disarankan menggunakan biogas langsung untuk memasak, karena rasanya bisa berubah.
Benda padat (mur, baut, dll.) harus dihindari masuk ke dalam bahan mentah, karena peralatan dapat rusak.

Agar biogas dapat terbakar secara stabil, biogas harus memenuhi standar tertentu:

kandungan metana minimal 65% (kandungan optimal dari 90 hingga 95%);
tidak boleh ada uap air, hidrogen, dan karbon dioksida;
tekanan pasokan gas normal 12,5 bar;

Jika gas padam karena lonjakan tekanan atau karena alasan lain, dan pasokannya terus berlanjut, hal ini dapat menimbulkan konsekuensi yang tragis. Oleh karena itu, peralatan modern dengan sensor pemantauan gas harus digunakan.

Anda bisa mendapatkan sumber energi yang murah sendiri, di rumah - Anda hanya perlu merakit pembangkit listrik tenaga biogas. Jika Anda memahami prinsip pengoperasian dan strukturnya, maka hal ini tidak sulit untuk dilakukan. Campuran yang dihasilkannya mengandung metana dalam jumlah besar (tergantung pada bahan mentah yang dimuat - hingga 70%), sehingga memiliki cakupan aplikasi yang luas.

Mengisi ulang silinder mobil yang menggunakan gas sebagai bahan bakar untuk boiler pemanas bukanlah daftar lengkap dari semua opsi yang memungkinkan untuk menggunakan produk jadi. Kisah kami adalah tentang cara memasang pembangkit listrik tenaga biogas dengan tangan Anda sendiri.

Ada beberapa desain unit. Saat memilih solusi teknik tertentu, Anda perlu memahami seberapa cocok instalasi ini dengan kondisi setempat. Ini adalah kriteria utama untuk menilai kelayakan instalasi. Ditambah lagi, Anda memiliki kemampuan sendiri, yaitu jenis bahan baku apa dan berapa volume yang dapat Anda gunakan, apa yang dapat Anda lakukan dengan tangan Anda sendiri.

Biogas dihasilkan melalui penguraian bahan organik, namun “hasilnya” (dalam istilah volumetrik), dan oleh karena itu, efisiensi pembangkit listrik, bergantung pada bahan apa yang dimasukkan ke dalamnya. Tabel tersebut memberikan informasi yang relevan (data indikatif), yang akan membantu menentukan pilihan solusi teknik tertentu. Beberapa grafik penjelasan juga akan berguna.

Pilihan desain

Dengan pemuatan bahan baku secara manual, tanpa pemanasan dan pengadukan

Untuk keperluan rumah tangga, model ini dianggap paling nyaman. Dengan kapasitas reaktor 1 hingga 10 m³, dibutuhkan sekitar 50–220 kg pupuk kandang setiap hari. Inilah yang perlu Anda lanjutkan ketika menentukan ukuran wadah.

Pemasangannya dipasang di dalam tanah, sehingga membutuhkan lubang kecil. Lokasi di situs dipilih sesuai dengan dimensi yang dihitung. Komposisi dan tujuan seluruh elemen rangkaian tidak sulit untuk dipahami.

Fitur instalasi

Setelah memasang reaktor di lokasi, perlu untuk memeriksa kekencangannya. Kemudian logam harus dicat (sebaiknya dengan komposisi tahan beku) dan diisolasi.

Pembuangan limbah terjadi secara alami - baik selama proses penambahan porsi baru, atau ketika terdapat kelebihan gas di dalam reaktor dengan katup tertutup. Oleh karena itu, kapasitas wadah pengumpul sampah tidak boleh kurang dari kapasitas wadah kerja.
Terlepas dari kesederhanaan perangkat dan daya tarik perakitan do-it-yourself, karena pencampuran dan pemanasan massa tidak disediakan, opsi pemasangan ini disarankan untuk dioperasikan di daerah dengan iklim sedang, yaitu, terutama di selatan Rusia. Meskipun dengan insulasi termal berkualitas tinggi, dalam kondisi lapisan air bawah tanah yang dalam, desain ini cukup cocok untuk zona tengah.

Tanpa pemanasan, tapi dengan pengadukan

Hampir sama, hanya sedikit modifikasi yang meningkatkan kinerja instalasi secara signifikan.

Bagaimana cara membuat mekanismenya? Bagi seseorang yang merakitnya sendiri, misalnya, hal ini tidak menjadi masalah. Poros dengan bilah harus dipasang di reaktor. Oleh karena itu, perlu dipasang bantalan pendukung. Ada baiknya menggunakan rantai sebagai penghubung transmisi antara poros dan tuas.

Pembangkit biogas dapat dioperasikan hampir di seluruh wilayah, kecuali wilayah utara. Namun berbeda dengan model sebelumnya, model ini memerlukan pengawasan.

Pengadukan + pemanasan

Efek termal pada biomassa meningkatkan intensitas proses dekomposisi dan fermentasi yang terjadi di dalamnya. Unit biogas lebih serbaguna dalam penggunaannya, karena dapat beroperasi dalam dua mode - mesofilik dan termofilik, yaitu pada kisaran suhu (kurang lebih) 25 - 65 ºС (lihat grafik di atas).

Pada diagram di atas, boiler beroperasi dengan gas yang dihasilkan, meskipun ini bukan satu-satunya pilihan. Pemanasan biomassa dapat dilakukan dengan berbagai cara, bergantung pada cara yang lebih nyaman bagi pemiliknya untuk mengaturnya.

Opsi otomatis

Perbedaan antara skema ini adalah terhubung dengan instalasi. Hal ini memungkinkan Anda untuk mengakumulasi cadangan gas, dan tidak langsung menggunakannya untuk tujuan yang dimaksudkan. Kemudahan penggunaan juga disebabkan oleh fakta bahwa hampir semua suhu cocok untuk fermentasi intensif.

Instalasi ini bahkan lebih produktif. Ia mampu mengolah hingga 1,3 ton bahan baku per hari dengan volume reaktor serupa. Memuat, mencampur - pneumatik bertanggung jawab untuk ini. Saluran keluar memungkinkan limbah dibuang ke bunker untuk penyimpanan jangka pendek, atau ke dalam wadah bergerak untuk segera dibuang. Misalnya saja untuk pemupukan ladang.

Pilihan pembangkit biogas ini hampir tidak cocok untuk penggunaan rumah tangga. Memasangnya, terutama dengan tangan Anda sendiri, jauh lebih sulit. Namun untuk pertanian kecil, ini adalah solusi yang baik.

Pabrik biogas mekanis

Perbedaan dari model sebelumnya adalah pada tangki tambahan dimana terjadi persiapan awal massa bahan baku.

Biogas terkompresi dimasukkan ke dalam hopper pemuatan dan kemudian ke dalam reaktor. Itu juga digunakan untuk pemanasan.

Satu-satunya hal yang diperlukan saat merakit instalasi apa pun dengan tangan Anda sendiri adalah perhitungan teknik yang akurat. Anda mungkin perlu berkonsultasi dengan spesialis. Kalau tidak, semuanya cukup sederhana. Jika salah satu pembaca tertarik dengan unit biogas dan memasangnya sendiri, maka penulis tidak sia-sia mengerjakan artikel ini. Semoga beruntung!

Peternakan membutuhkan bahan bakar untuk sistem pemanas, pembangkit listrik, dan kebutuhan sehari-hari lainnya. Karena harga energi terus meningkat dari tahun ke tahun, setiap pemilik rumah atau usaha kecil setidaknya pernah memikirkan cara memproduksi biogas di rumah.

Pembangkit biogas semakin banyak digunakan di pertanian, sehingga memungkinkan mereka menghemat uang untuk pemanasan

Pabrik biogas untuk rumah pribadi memungkinkan Anda mengatur produksi biogas langsung di halaman Anda, yang memecahkan masalah bahan bakar. Karena sebagian besar penduduk desa memiliki keterampilan dalam menggunakan peralatan las dan perpipaan, pertanyaan tentang pembuatan sendiri pabrik produksi gas tampaknya masuk akal. Dengan cara ini Anda tidak hanya dapat menghemat pekerjaan, tetapi juga bahan jika Anda menggunakan cara improvisasi.

Apa itu biogas dan bagaimana pembentukannya: produksi dan produksi

Biogas merupakan suatu zat yang terbentuk selama fermentasi sampah organik yang mengandung metana dalam jumlah yang cukup untuk digunakan sebagai bahan bakar. Saat dibakar, biogas melepaskan panas yang cukup untuk memanaskan rumah atau mengisi bahan bakar mobil. sumber energinya adalah pupuk kandang, yang mudah didapat dan murah atau bahkan gratis jika kita berbicara tentang perusahaan peternakan atau peternakan swasta besar.

Biogas adalah biofuel ramah lingkungan yang dapat Anda produksi sendiri; gas biologis terkait dengan gas alam. Gas tersebut dihasilkan dari pengolahan sampah oleh bakteri anaerob. Fermentasi berlangsung dalam wadah tanpa udara yang disebut bioreaktor. Laju produksi biogas bergantung pada jumlah sampah yang dimasukkan ke dalam biogenerator. Di bawah pengaruh bakteri, campuran metana dan karbon dioksida dengan beberapa campuran zat gas lainnya dilepaskan dari bahan mentah. Gas yang dihasilkan dikeluarkan dari bioreaktor, dimurnikan dan digunakan untuk kebutuhannya sendiri. Bahan baku yang diolah setelah proses selesai menjadi pupuk yang digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah. Memproduksi biogas bermanfaat bagi perusahaan peternakan yang memiliki akses terhadap pupuk kandang dan limbah organik lainnya secara gratis.

Manfaat pembakaran bahan bakar dari kotoran ternak (pupuk pertanian) untuk pemanasan: listrik dari metana

Keunggulan biogas sebagai bahan bakar antara lain:

Daur ulang sampah yang efisien dan ramah lingkungan
Ketersediaan bahan baku produksi gas di pedesaan
Kemungkinan untuk mengatur siklus tertutup produksi gas dan pupuk dari pupuk kandang tanpa limbah
Sumber bahan mentah yang tidak ada habisnya dan dapat diisi ulang dengan sendirinya

Cara membuat bioreaktor (instalasi) dengan tangan Anda sendiri

Pembangkit biogas yang menghasilkan gas dari kotoran dapat dengan mudah dirakit dengan tangan Anda sendiri di lokasi Anda sendiri. Sebelum merakit bioreaktor untuk mengolah kotoran, ada baiknya menggambar dan mempelajari semua nuansa dengan cermat, karena wadah yang berisi gas eksplosif dalam jumlah besar dapat menjadi sumber bahaya besar jika digunakan secara tidak benar atau jika terdapat kesalahan dalam desain instalasi.

Skema produksi biogas

Kapasitas bioreaktor dihitung berdasarkan jumlah bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan metana. Agar kondisi operasi optimal, kapasitas reaktor diisi limbah minimal dua pertiganya. Untuk tujuan ini, lubang yang dalam digunakan. Untuk memastikan kekencangan yang tinggi, dinding lubang diperkuat dengan beton atau diperkuat dengan plastik, dan terkadang cincin beton dipasang di dalam lubang. Permukaan dinding diperlakukan dengan larutan anti lembab. Kekencangan adalah kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian instalasi yang efisien. Semakin baik wadah diisolasi, semakin tinggi kualitas dan kuantitasnya. Selain itu, produk penguraian limbah bersifat beracun dan jika bocor dapat membahayakan kesehatan.

Pengaduk dipasang di wadah limbah. Bertanggung jawab untuk mencampurkan sampah selama fermentasi, mencegah distribusi bahan mentah yang tidak merata dan pembentukan kerak. Setelah mixer, struktur drainase dipasang pada kotoran, yang memudahkan pembuangan gas ke dalam tangki penyimpanan dan mencegah kebocoran. Gas tersebut perlu dihilangkan untuk alasan keamanan, serta untuk meningkatkan kualitas pupuk yang tersisa di reaktor setelah pemrosesan. Sebuah lubang dibuat di bagian bawah reaktor untuk. Lubang tersebut dilengkapi dengan penutup yang rapat sehingga peralatan tetap tertutup rapat.

Bagaimana memastikan fermentasi aktif biomassa di rumah menggunakan generator dan peralatan lainnya: pengolahan limbah, komposisi dan ekstraksi

Agar proses pengolahan dalam bioreaktor dapat berjalan lebih cepat maka diperlukan pemanasan. Suhu lingkungan cukup untuk pengolahan kotoran berlangsung tanpa bantuan dari luar. Namun dalam kondisi cuaca buruk, di musim dingin, pembangkit listrik tenaga biogas mini memerlukan sumber panas tambahan, jika tidak, produksi gas menjadi tidak mungkin dilakukan. Agar bakteri dapat mengubah limbah menjadi gas, suhu di dalam reaktor harus di atas 38 derajat Celcius. Mendapatkan biogas dengan tangan Anda sendiri tidaklah sulit, yang utama adalah mengetahui aturan pembuatan tertentu.

Wadah tersebut dipanaskan dengan menggunakan kumparan yang terletak di bawah reaktor, atau dengan memasang pemanas listrik untuk memanaskan reservoir secara langsung. , yang mengolah sampah menjadi gas, sudah menjadi bahan bakunya. Untuk mengaktifkan mikroorganisme dan memulai proses produksi biogas, suhu dalam wadah harus cukup untuk fermentasi. Untuk memudahkan mengontrol kepatuhan terhadap kondisi suhu, pemanas otomatis dihubungkan ke reaktor. Ini memanaskan wadah ketika bahan bakar dimasukkan ke dalamnya hingga suhu yang diinginkan dan mematikan pemanas ketika tanda yang diinginkan pada termometer tercapai. Alat pengatur suhu yang mudah ditemukan di toko peralatan gas dapat menangani peran pemanas otomatis.

Modul kontrol suhu. Itu dapat dibeli di toko perangkat keras mana pun

Penghapusan gas yang benar dari bioreaktor: gambar, penggunaan teknologi

Untuk memudahkan mengeluarkan gas yang terbentuk dari tangki, pembangkit biogas dilengkapi dengan beberapa perangkat:

Pipa plastik yang disusun secara vertikal dengan jumlah lubang yang banyak untuk memudahkan pemisahan gas dari bahan bakunya. Bagian atas pipa harus menonjol di atas massa limbah, sehingga gas dapat keluar dengan bebas.
Sebuah film diletakkan di atas wadah dan menciptakan semacam efek rumah kaca. Ini mempertahankan suhu yang diinginkan di dalam wadah dan juga mencegah gas bercampur dengan udara.

Terkadang wadahnya ditutup dengan kubah yang terbuat dari beton atau bahan lainnya. Untuk mencegah kubah seperti itu terbang di bawah tekanan gas yang dihasilkan, kubah tersebut dipasang dengan hati-hati ke struktur dan diikat dengan kabel.
Pipa pembuangan gas ditempatkan di bagian atas reaktor. Pipa dilengkapi dengan mekanisme penguncian yang rapat agar tidak melanggar kekencangan strukturnya. Biogas yang baru dikeluarkan, masuk ke pipa outlet, sudah jenuh dengan uap air dan banyak mengandung kotoran. terjadi melalui kondensasi: ketika didinginkan hingga suhu sekitar, air mengendap dalam bentuk kondensasi di dinding pipa. Untuk menghindari korosi, pipa pembuangan dipasang sedemikian rupa untuk memudahkan pembuangan kondensat melalui separator.
Untuk menghilangkan kotoran hidrogen sulfida dari biogas, filter yang terbuat dari karbon aktif yang diolah secara khusus dipasang dalam perjalanan ke fasilitas penyimpanan, di mana campuran dioksidasi menjadi belerang dan disimpan dalam sorben.

TONTON VIDEONYA

Pabrik biogas yang dirakit sendiri, yang mengolah kotoran menjadi biogas di rumah, secara signifikan mengurangi biaya pemanasan dan listrik. Instalasi seperti itu akan mengurangi biaya penyediaan panas bagi rumah pribadi, mengurangi biaya produk pertanian, sehingga meningkatkan profitabilitas pertanian. – kemampuan mengubah sampah menjadi sumber energi dan alternatif pengganti gas alam. Biogas ramah lingkungan dan modern.

Di antara komponen penting kehidupan kita, sumber daya energi sangatlah penting, yang harganya meningkat hampir setiap bulan. Setiap musim dingin membuat anggaran keluarga terkuras, memaksa mereka mengeluarkan biaya pemanas, dan karenanya, bahan bakar untuk kompor dan ketel pemanas. Tapi apa yang harus dilakukan, listrik, gas, batu bara, atau kayu bakar membutuhkan biaya, dan semakin jauh rumah kita dari jalan raya energi utama, semakin mahal pula biaya pemanasannya... Sementara itu, pemanasan alternatif, tidak bergantung pada pemasok dan tarif apa pun. , dapat dibuat dari biogas, yang ekstraksinya tidak memerlukan eksplorasi geologi, pengeboran sumur, atau peralatan pompa yang mahal.

Biogas dapat diperoleh hampir di rumah, dengan biaya yang minimal dan cepat pulih - sebagian besar jawaban mengenai masalah ini terdapat dalam artikel ini.

Pemanasan biogas - sejarah

Ketertarikan terhadap gas mudah terbakar yang terbentuk di rawa-rawa selama musim panas muncul di antara nenek moyang kita yang jauh - budaya maju di India, Cina, Persia, dan Asyur bereksperimen dengan biogas lebih dari 3 ribu tahun yang lalu. Pada zaman kuno yang sama, di suku Eropa, suku Alemanni Swabia memperhatikan bahwa gas yang dilepaskan di rawa-rawa terbakar dengan baik - mereka menggunakannya untuk memanaskan gubuk mereka, memasok gas melalui pipa kulit dan membakarnya di perapian. Masyarakat Swabia menganggap biogas sebagai “nafas naga”, yang mereka yakini hidup di rawa-rawa.

Berabad-abad dan ribuan tahun kemudian, biogas mengalami penemuan kedua - pada abad ke-17 dan ke-18, dua ilmuwan Eropa langsung memperhatikannya. Ahli kimia terkenal pada masanya, Jan Baptista van Helmont, menetapkan bahwa penguraian biomassa apa pun menghasilkan gas yang mudah terbakar, dan fisikawan dan kimiawan terkenal Alessandro Volta menetapkan hubungan langsung antara jumlah biomassa di mana proses penguraian berlangsung dan kuantitasnya. biogas yang dilepaskan. Pada tahun 1804, ahli kimia Inggris John Dalton menemukan formula metana, dan empat tahun kemudian orang Inggris Humphry Davy menemukannya sebagai bagian dari gas rawa.Ketertarikan pada penggunaan praktis biogas muncul dengan berkembangnya penerangan jalan berbahan bakar gas - pada akhir tahun 1804. Pada abad ke-19, jalan-jalan di salah satu distrik kota Exeter di Inggris diterangi dengan gas yang diperoleh dari pengumpul air limbah.

Pada abad ke-20, kebutuhan energi akibat Perang Dunia II memaksa masyarakat Eropa mencari sumber energi alternatif. Pembangkit biogas, yang gasnya dihasilkan dari kotoran ternak, tersebar di Jerman dan Prancis, dan sebagian di Eropa Timur. Namun, setelah kemenangan negara-negara koalisi anti-Hitler, biogas dilupakan - listrik, gas alam, dan produk minyak bumi sepenuhnya memenuhi kebutuhan industri dan penduduk.

Saat ini, sikap terhadap sumber energi alternatif telah berubah secara dramatis - hal ini menjadi menarik, karena biaya sumber daya energi konvensional meningkat dari tahun ke tahun. Pada intinya, biogas adalah cara nyata untuk menghindari tarif dan biaya sumber energi klasik, untuk mendapatkan sumber bahan bakar sendiri, untuk tujuan apapun dan dalam jumlah yang cukup.

Jumlah pembangkit listrik tenaga biogas terbesar telah dibuat dan dioperasikan di Cina: 40 juta pembangkit listrik berkapasitas menengah dan rendah, volume metana yang dihasilkan sekitar 27 miliar m3 per tahun.

Biogas - apa itu

Ini adalah campuran gas yang sebagian besar terdiri dari metana (kandungan 50 hingga 85%), karbon dioksida (kandungan 15 hingga 50%) dan gas lain dalam persentase yang jauh lebih kecil. Biogas diproduksi oleh tim yang terdiri dari tiga jenis bakteri yang memakan biomassa - bakteri hidrolisis, yang menghasilkan makanan bagi bakteri pembentuk asam, yang pada gilirannya menyediakan makanan bagi bakteri penghasil metana, yang membentuk biogas.

Fermentasi bahan organik asli (misalnya pupuk kandang), yang produknya berupa biogas, terjadi tanpa akses ke atmosfer luar dan disebut anaerobik. Produk lain dari fermentasi tersebut, yang disebut kompos humus, dikenal oleh penduduk pedesaan yang menggunakannya untuk menyuburkan ladang dan kebun sayur, namun biogas dan energi panas yang dihasilkan di tumpukan kompos biasanya tidak digunakan - dan sia-sia!

Faktor apa saja yang menentukan hasil biogas dengan kandungan metana yang lebih tinggi?

Pertama-tama, itu tergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu lingkungannya, semakin tinggi aktivitas bakteri yang memfermentasi bahan organik, pada suhu di bawah nol, fermentasi melambat atau berhenti sama sekali. Oleh karena itu, produksi biogas paling banyak dilakukan di negara-negara di Afrika dan Asia yang terletak di daerah subtropis dan tropis. Di iklim Rusia, produksi biogas dan peralihan sepenuhnya ke biogas sebagai bahan bakar alternatif akan memerlukan isolasi termal bioreaktor dan memasukkan air hangat ke dalam massa bahan organik ketika suhu atmosfer luar turun di bawah nol. bahan organik yang ditempatkan di bioreaktor harus dapat terurai secara hayati, bahan tersebut harus mengandung sejumlah besar air - hingga 90% dari massa bahan organik. Poin penting adalah netralitas lingkungan organik, tidak adanya komponen yang mencegah perkembangan bakteri, seperti pembersih dan deterjen, serta antibiotik apa pun. Biogas dapat diperoleh dari hampir semua limbah ekonomi dan tumbuhan, air limbah, pupuk kandang, dll.

Proses fermentasi bahan organik secara anaerobik bekerja paling baik pada nilai pH pada kisaran 6,8-8,0 - keasaman yang tinggi akan memperlambat pembentukan biogas, karena bakteri akan sibuk mengonsumsi asam dan menghasilkan karbon dioksida, yang menetralkan keasaman.

Rasio nitrogen dan karbon dalam bioreaktor harus dihitung 1 banding 30 - dalam hal ini, bakteri akan menerima jumlah karbon dioksida yang mereka butuhkan, dan kandungan metana dalam biogas akan menjadi yang tertinggi.

Hasil biogas terbaik dengan kandungan metana yang cukup tinggi dicapai jika suhu bahan organik yang dapat difermentasi berada pada kisaran 32-35°C; pada suhu yang lebih rendah dan lebih tinggi, kandungan karbon dioksida dalam biogas meningkat dan kualitasnya meningkat. berkurang. Bakteri penghasil metana dibagi menjadi tiga kelompok: psikrofilik, efektif pada suhu +5 hingga +20 °C; mesofilik, kisaran suhunya dari +30 hingga +42 °C; termofilik, beroperasi dalam mode dari +54 hingga +56 °C. Bagi konsumen biogas, bakteri mesofilik dan termofilik, yang memfermentasi bahan organik dengan hasil gas lebih tinggi, merupakan hal yang paling diminati.

Fermentasi mesofilik kurang sensitif terhadap perubahan suhu beberapa derajat dari kisaran suhu optimal dan memerlukan lebih sedikit energi untuk memanaskan bahan organik dalam bioreaktor. Kerugiannya, dibandingkan dengan fermentasi termofilik, adalah keluaran gas yang lebih rendah, periode pemrosesan substrat organik yang lebih lama (sekitar 25 hari), dan bahan organik terurai yang dihasilkan mungkin mengandung flora berbahaya, karena suhu rendah dalam bioreaktor tidak menjamin sterilitas 100%.

Menaikkan dan mempertahankan suhu intra-reaktor pada tingkat yang dapat diterima oleh bakteri termofilik akan memastikan hasil biogas terbesar, fermentasi lengkap bahan organik akan berlangsung dalam 12 hari, dan produk penguraian substrat organik benar-benar steril. Karakteristik negatif: perubahan suhu sebesar 2 derajat di luar kisaran yang dapat diterima oleh bakteri termofilik akan mengurangi hasil gas; kebutuhan pemanasan yang tinggi, akibatnya - biaya energi yang signifikan.

Isi bioreaktor harus diaduk dua kali sehari, jika tidak maka akan terbentuk kerak di permukaannya sehingga menjadi penghalang bagi biogas. Selain menghilangkannya, pengadukan memungkinkan Anda untuk menyamakan suhu dan tingkat keasaman di dalam massa organik.Dalam bioreaktor siklus kontinu, hasil biogas tertinggi terjadi dengan pembongkaran bahan organik yang telah mengalami fermentasi secara bersamaan dan pemuatan sejumlah volume. bahan organik baru dalam jumlah yang sama dengan volume yang dibongkar. Dalam bioreaktor bervolume kecil, seperti yang biasa digunakan di peternakan dacha, setiap hari perlu mengekstraksi dan memasukkan bahan organik dalam volume yang kira-kira sama dengan 5% volume internal ruang fermentasi.

Hasil biogas secara langsung bergantung pada jenis substrat organik yang ditempatkan di bioreaktor (data rata-rata per kg berat substrat kering diberikan di bawah ini):

kotoran kuda menghasilkan biogas 0,27 m3, kandungan metana 57%;
kotoran sapi menghasilkan biogas 0,3 m3, kandungan metana 65%;
kotoran sapi segar menghasilkan 0,05 m3 biogas dengan kandungan metana 68%;
kotoran ayam - 0,5 m3, kandungan metana di dalamnya akan menjadi 60%;
kotoran babi - 0,57 m3, bagian metana akan menjadi 70%;
kotoran domba - 0,6 m3 dengan kandungan metana 70%;
jerami gandum - 0,27 m3, dengan kandungan metana 58%;
jerami jagung - 0,45 m3, kandungan metana 58%;
rumput - 0,55 m3, dengan kandungan metana 70%;
dedaunan kayu - 0,27 m3, pangsa metana 58%;
lemak - 1,3 m3, kandungan metana 88%.

Pembangkit biogas

Perangkat ini terdiri dari elemen utama berikut - reaktor, hopper pemuatan organik, saluran keluar biogas, dan hopper pembongkaran bahan organik yang difermentasi.

Menurut jenis desainnya, pembangkit biogas ada beberapa jenis sebagai berikut:

tanpa pemanasan dan tanpa pengadukan bahan organik yang difermentasi dalam reaktor;
tanpa pemanasan, tetapi dengan pengadukan massa organik;
dengan pemanasan dan pengadukan;
dengan pemanasan, pengadukan, dan perangkat yang memungkinkan Anda mengontrol dan mengatur proses fermentasi.

Pabrik biogas jenis pertama cocok untuk peternakan kecil dan dirancang untuk bakteri psikrofilik: volume internal bioreaktor 1-10 m3 (mengolah 50-200 kg kotoran per hari), peralatan minimal, biogas yang dihasilkan tidak disimpan - segera masuk ke peralatan rumah tangga yang mengkonsumsinya. Instalasi ini hanya dapat digunakan di wilayah selatan, dirancang untuk suhu internal 5-20°C.

Pembuangan bahan organik yang terfermentasi (fermentasi) dilakukan bersamaan dengan pemuatan batch baru, pengiriman dilakukan ke dalam wadah yang volumenya harus sama atau lebih besar dari volume internal bioreaktor. Isi wadah disimpan di dalamnya sampai dimasukkan ke dalam tanah yang telah dipupuk. Desain tipe kedua juga dirancang untuk peternakan kecil, produktivitasnya sedikit lebih tinggi dibandingkan pembangkit biogas tipe pertama - dilengkapi dengan alat pencampur dengan penggerak manual atau mekanis.

Pembangkit biogas jenis ketiga dilengkapi, selain alat pencampur, dengan pemanasan paksa bioreaktor; ketel air panas menggunakan bahan bakar alternatif yang diproduksi oleh pembangkit biogas. Produksi metana pada instalasi tersebut dilakukan oleh bakteri mesofilik dan termofilik, tergantung pada intensitas pemanasan dan tingkat suhu dalam reaktor.

Jenis pembangkit listrik tenaga biogas yang terakhir adalah yang paling kompleks dan dirancang untuk beberapa konsumen biogas; desain pembangkit tersebut meliputi pengukur tekanan kontak listrik, katup pengaman, ketel air panas, kompresor (pencampur bahan organik secara pneumatik), penerima, tangki bensin, peredam gas, dan saluran keluar untuk memasukkan biogas ke dalam transportasi. Instalasi ini beroperasi terus menerus, memungkinkan pengaturan salah satu dari tiga kondisi suhu berkat pemanasan yang dapat disesuaikan secara tepat, dan pemilihan biogas dilakukan secara otomatis.

Pabrik biogas DIY

Nilai kalor biogas yang dihasilkan oleh instalasi biogas adalah sekitar 5.500 kkal/m3, sedikit lebih rendah dibandingkan nilai kalor gas alam (7.000 kkal/m3). Untuk memanaskan 50 m2 bangunan tempat tinggal dan menggunakan kompor gas empat tungku selama satu jam, dibutuhkan rata-rata 4 m3 biogas.

Pabrik produksi biogas industri yang ditawarkan di pasar Rusia berharga mulai 200.000 rubel. - meskipun biayanya tampaknya tinggi, perlu dicatat bahwa instalasi ini dihitung secara tepat berdasarkan volume substrat organik yang dimuat dan dilindungi oleh garansi pabrik.

Jika Anda lebih suka membuat pembangkit listrik tenaga biogas sendiri, informasi lebih lanjut cocok untuk Anda!

Bentuk bioreaktor

Bentuk terbaiknya adalah oval (berbentuk telur), tetapi membangun reaktor seperti itu sangatlah sulit. Bioreaktor berbentuk silinder yang bagian atas dan bawahnya dibuat berbentuk kerucut atau setengah lingkaran akan lebih mudah dirancang. Reaktor persegi atau persegi panjang yang terbuat dari batu bata atau beton tidak akan efektif karena... Seiring waktu, retakan akan terbentuk di sudut-sudutnya, yang disebabkan oleh tekanan substrat; pecahan bahan organik yang mengeras akan menumpuk di sudut-sudutnya, mengganggu proses fermentasi. Tangki baja bioreaktor kedap udara, tahan terhadap tekanan tinggi, dan mereka tidak begitu sulit untuk dibangun. Kerugiannya adalah ketahanannya yang buruk terhadap karat, memerlukan lapisan pelindung, misalnya resin, untuk diaplikasikan pada dinding bagian dalam. Bagian luar bioreaktor baja harus dibersihkan secara menyeluruh dan dicat dalam dua lapisan.

Wadah bioreaktor yang terbuat dari beton, batu bata atau batu harus dilapisi dengan hati-hati di bagian dalam dengan lapisan resin yang dapat memastikan kedap air dan gas yang efektif, tahan terhadap suhu sekitar 60 ° C, dan agresi hidrogen sulfida dan asam organik. Selain resin, untuk melindungi permukaan bagian dalam reaktor, Anda dapat menggunakan parafin yang diencerkan dengan 4% oli motor (baru) atau minyak tanah dan dipanaskan hingga 120-150 ° C - permukaan bioreaktor harus dipanaskan dengan pembakar sebelum mengoleskan lapisan parafin ke dalamnya.

Dalam membuat bioreaktor dapat menggunakan wadah plastik yang tidak mudah berkarat, melainkan hanya plastik keras dengan dinding yang cukup kuat. Plastik lunak hanya dapat digunakan pada musim panas, karena... Dengan timbulnya cuaca dingin, akan sulit memasang insulasi padanya, dan dindingnya tidak cukup kuat. Bioreaktor plastik hanya dapat digunakan untuk fermentasi psikrofilik bahan organik.

Lokasi bioreaktor

Penempatannya direncanakan tergantung pada ruang yang tersedia di lokasi tertentu, jarak yang cukup dari bangunan tempat tinggal, jarak dari tempat pembuangan sampah, dari tempat penempatan hewan, dll. Perencanaan bioreaktor berbasis tanah, terendam seluruhnya atau sebagian tergantung pada ketinggian air tanah, kemudahan memasukkan dan mengeluarkan substrat organik ke dalam tangki reaktor. Akan optimal untuk menempatkan bejana reaktor di bawah permukaan tanah - penghematan dicapai pada peralatan untuk memasukkan substrat organik ke dalam tangki reaktor, isolasi termal meningkat secara signifikan, yang dapat digunakan bahan murah (jerami, tanah liat).

Peralatan bioreaktor

Tangki reaktor harus dilengkapi dengan palka yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan perbaikan dan pemeliharaan. Gasket karet atau lapisan penutup perlu dipasang di antara badan bioreaktor dan penutup palka. Merupakan opsional, namun sangat nyaman, untuk melengkapi bioreaktor dengan sensor suhu, tekanan internal, dan tingkat substrat organik.

Isolasi termal bioreaktor

Ketidakhadirannya tidak memungkinkan pembangkit listrik tenaga biogas untuk beroperasi sepanjang tahun, hanya pada bulan-bulan hangat. Untuk mengisolasi bioreaktor yang terkubur atau setengah terkubur, digunakan tanah liat, jerami, pupuk kandang kering, dan terak. Insulasi diletakkan berlapis-lapis - saat memasang reaktor yang terkubur, lubang ditutup dengan lapisan film PVC, yang mencegah kontak langsung bahan insulasi panas dengan tanah. Sebelum memasang bioreaktor, jerami dituang ke dasar lubang yang sudah dilapisi film PVC, di atasnya diletakkan lapisan tanah liat, kemudian dipasang bioreaktor. Setelah itu, semua area bebas antara tangki reaktor dan lubang pondasi yang dilapisi dengan film PVC diisi dengan jerami hampir sampai ke ujung tangki, dan lapisan tanah liat yang dicampur dengan terak dituangkan di atas lapisan 300 mm.

Bongkar muat substrat organik

Diameter pipa untuk memuat dan membongkar dari bioreaktor harus minimal 300 mm, jika tidak maka akan tersumbat. Untuk menjaga kondisi anaerobik di dalam reaktor, masing-masing pipa ini harus dilengkapi dengan katup ulir atau katup setengah putar. Volume bunker untuk memasok bahan organik, tergantung pada jenis pembangkit biogas, harus sama dengan volume harian bahan baku yang dimasukkan. Hopper umpan harus ditempatkan di sisi bioreaktor yang terkena sinar matahari, karena ini akan membantu meningkatkan suhu substrat organik yang dimasukkan, mempercepat proses fermentasi. Jika instalasi biogas terhubung langsung ke lahan pertanian, maka bunker harus ditempatkan di bawah strukturnya sehingga substrat organik masuk ke dalamnya di bawah pengaruh gravitasi.

Saluran pipa untuk memuat dan membongkar substrat organik harus ditempatkan di sisi yang berlawanan dari bioreaktor - dalam hal ini, bahan baku masukan akan didistribusikan secara merata, dan bahan organik yang difermentasi akan mudah dihilangkan di bawah pengaruh gaya gravitasi dan massa. dari substrat segar. Lubang dan pemasangan pipa untuk bongkar muat bahan organik harus diselesaikan sebelum pemasangan bioreaktor di lokasi pemasangan dan sebelum penempatan lapisan insulasi termal di atasnya. Ketatnya volume internal bioreaktor dicapai dengan fakta bahwa saluran masuk pipa bongkar muat substrat terletak pada sudut yang tajam, sedangkan tingkat cairan di dalam reaktor lebih tinggi daripada titik masuk pipa - blok segel hidrolik akses udara.

Cara termudah untuk memasukkan bahan organik baru dan menghilangkan bahan organik yang difermentasi adalah dengan menggunakan prinsip luapan, yaitu. peningkatan kadar bahan organik di dalam reaktor ketika bagian baru dimasukkan akan menghilangkan substrat melalui pipa pembongkaran dalam volume yang sama dengan volume bahan yang dimasukkan.