fermentacja

Biogazownie Rolnicze

Biogazownie Rolnicze

Proces produkcyjny polega na przetwarzaniu surowców pochodzenia roślinnego w procesie mokrej fermentacji metanowej na biogaz, który przetwarzany jest na energię elektryczną i ciepło w jednostkach kogeneracji.

Technologia w biogazowniach rolniczych zakłada przetwarzanie kiszonki kukurydzy i gnojowicy w różnych proporcjach. W zależności od ilości dostępnej gnojowicy do procesu może być dozowana woda technologiczna w celu rozcieńczania fermentującej biomasy. Kiszonka z kukurydzy jest dozowana w zależności od mocy biogazowni do jednej dwóch lub większej ilości głównych komór fermentacji za pośrednictwem zasobnika substratów stałych.

Kiszonka kukurydzy gromadzona jest w silosie kiszonki i dostarczana do zasobnika kiszonki ładowarką. Substraty płynne są dowożone i przetłaczane do zbiornika wstępnego. Dozowanie substratów ze zbiornika wstępnego i zasobnika odbywa się automatycznie.

Substraty stałe za pośrednictwem zasobnika i systemu przenośników ślimakowych są transportowane bezpośrednio do komory fermentacji. Substraty płynne dozowane są do komór fermentacji pompowo.

Prowadzenie procesu technologicznego jest możliwa w dwóch opcjach: fermentacja dwustopniowa jako fermentacja wstępna i fermentacja wtórna lub fermentacja jednostopniowa prowadzona w jednej lub w wielu komorach równocześnie.

1. Fermentacja dwustopniowa

Fermentacja wstępna zachodzi z komorze fermentora gdzie dozowana będzie całość kiszonki z kukurydzy, po procesie fermentacji wstępnej fermentująca biomasa przetłaczana będzie sukcesywnie do komory fermentacji wtórnej – komora dofermentora gdzie zachodzi proces dofermentowania. W obu zbiornikach fermentacyjnych zachodzi proces intensywnej produkcji biogazu. Zbiorniki fermentacyjne wykonywane są jako żelbetowe, przykryte dachem membranowym stanowiącym zbiornik biogazu. W obu zbiornikach zainstalowana jest instalacja grzewcza zapewniająca utrzymanie stabilnej temperatury procesu w zakresie 37-40 st. C

2. Fermentacja jednostopniowa

Fermentacja zachodzi z komorze lub komarach fermentorów gdzie dozowana będzie całość kiszonki z kukurydzy, po procesie fermentacji fermentująca biomasa przetłaczana będzie sukcesywnie do komory pofermentacyjnej. Zbiorniki fermentacyjne wykonywane są jako żelbetowe, przykryte dachem membranowym stanowiącym zbiornik biogazu. W obu zbiornikach zainstalowana jest instalacja grzewcza zapewniająca utrzymanie stabilnej temperatury procesu w zakresie 37-40 st. C

Biogaz powstający w procesie fermentacji podlega procesowi odsiarczania: w przestrzeni gazowej reaktorów zachodzi proces biologicznego odsiarczania polegający na dozowaniu niewielkich ilości powietrza co przyczynia się do rozwoju bakterii redukujących stężenie siarkowodoru w biogazie. Wstępnie odsiarczony biogaz przepływa przez ujęcia biogazu z komór fermentacyjnych do sieci biogazu, którą transportowany jest do urządzeń sprężania i uzdatniania II stopnia. II stopień uzdatniania polega na odwodnieniu polegającym na wykraplaniu wilgoci na skutek spadku temperatury gazu. Skropliny z biogazu w postaci kondensatu spływają grawitacyjnie do studzienki kondensatu, z której przepompowywane są do zbiornika magazynowego cieczy pofermentacyjnej.

W przypadku dużej zawartości siarkowodoru możliwe jest odsiarczanie biogazu mechaniczne w odsiarczalniku ze złożem stałym, takie rozwiązanie zazwyczaj stosowane jest w przypadku stosowania bardziej złożonych substratów takich jak wywar gorzelniany.

Tak przygotowany biogaz kierowany jest do jednostki kogeneracyjnej, gdzie jego energia chemiczna ulega konwersji do energii elektrycznej i cieplnej. Energia elektryczna wykorzystywana jest na pokrycie potrzeb własnych obiektu i zasilania sieci elektroenergetycznej. Ciepło z kogeneracji ma postać gorącej wody lub pary technologicznej i jest wykorzystywane do pokrycia potrzeb własnych obiektu z możliwością wykorzystania do innych celów użytkowych. W przypadku niewykorzystania całego ciepła z kogeneracji w postaci wody do celów użytkowych jego nadmiar kierowany jest na chłodnicę wentylatorową.

Ciecz pofermentacyjna przetłaczana jest do zbiornika magazynowego, zapewniającego wymaganą retencję magazynową w okresie ograniczonego wykorzystania rolniczego.

Efektywna produkcja biogazu wymaga utrzymania ściśle określonych warunków fizykochemicznych. Proces zachodzi tylko w warunkach beztlenowych w pH 6,5-7,5. Optymalna temperatura fermentującej biomasy zależy od gatunków mikroorganizmów, które uczestniczą w fermentacji. Tak zwane - psychrofile produkują biogaz w temperaturach 8-20 °C. Częściej proces prowadzi się w temperaturach z przedziału 20-40 °C, w którym zawiera się optimum (35-40 °C) dla gatunków mezofilnych. Wśród metanogenów są również termofile, które funkcjonują w temperaturach 55-65 °C. Produkują one biogaz wydajnie, ale są bardziej wrażliwe na fluktuacje środowiska w którym żyją. Zakładana temperatura prowadzenia procesu przy pomocy technologii Better-Energy w biogzowniach rolniczych instalacji wynosi 38-39 st.C