Comment fabriquer du biocarburant de vos propres mains à partir de fumier à la maison

Les technologies modernes de traitement de toutes sortes de matières premières ouvrent la perspective de résoudre avec succès le problème de l'obtention de biocarburants à partir du fumier directement à la maison. De plus, en fabriquant du biocarburant de vos propres mains grâce à de nouveaux principes de traitement des déchets, vous pouvez simultanément produire des engrais pour les cultures agricoles.

Ce qui est nécessaire pour cela et comment fabriquer correctement un bioréacteur - nous examinerons ces questions en détail dans notre article. Nous donnerons des recommandations sur le choix des meilleures matières premières pour la production de biogaz et analyserons les caractéristiques de l'utilisation du combustible obtenu pour les besoins des ménages.

Bien entendu, le moyen le plus simple consiste à acheter des installations industrielles prêtes à l’emploi. Cependant, leur coût élevé nous oblige à envisager la possibilité de fabriquer nous-mêmes des systèmes de production.

En bref sur la définition du biogaz

Selon les définitions scientifiques, le biogaz est un produit obtenu à la suite du processus de fermentation d'une masse de déchets biologiques. Dans ce cas, le produit de fermentation est du méthane ou de l'hydrogène.

La formation de méthane (ou d'hydrogène) résulte de l'activité vitale de trois types de bactéries :

• hydrolytique;
• acidifiant;
• formant du méthane.

Un produit de fermentation de haute qualité est considéré comme la composition d'un mélange gazeux dont le contenu est réparti dans le rapport : 50 à 85 % de méthane, 15 à 50 % de dioxyde de carbone et moins de 5 % de sulfure d'hydrogène.

Voilà à peu près à quoi ressemble le schéma fonctionnel de la production d’énergie alternative. Dans ce cas, on utilise des sources domestiques traditionnelles de matières premières, bien adaptées à la production d'énergie alternative - les biocarburants.

Ce mélange gazeux passe à travers des filtres pour éliminer la présence de CO² et H²S, après quoi il reste du méthane biologique pur. Ce gaz n’est pas différent du gaz naturel utilisé dans les applications domestiques et industrielles.

Les matières premières permettant d'obtenir un mélange gazeux biologique de haute qualité sont généralement :

• fumier et déjections d'oiseaux;
• déchets de production d'alcool (stillaille);
• production brassicole excédentaire (grains de bière) ;
• matières fécales et déchets de poisson;
• pulpe de betterave, déchets ménagers, herbe, etc.

Il ne s'agit que d'une partie de toutes les matières premières dont l'utilisation est autorisée. Mais même cette liste montre à quel point la liste des matières premières est diversifiée pour pouvoir établir une production de biogaz de manière continue.

Une usine de production de biocarburant adaptée aux besoins d'une des nombreuses fermes existantes. La station est de petit volume, mais répond pleinement aux besoins de l'agriculture privée

Le rendement volumétrique du mélange gazeux dépend directement du type de matières premières utilisées et de la teneur en substances sèches qu'elles contiennent. Ainsi, si vous utilisez du fumier de bétail dans votre entreprise, vous pouvez en réalité obtenir 50 à 60 m d'une tonne de fumier.³ biocarburants, contenant jusqu'à 60 % de méthane.

On pense que les meilleures matières premières sont les déchets à haute teneur en matières grasses. Le traitement d'une tonne de déchets gras dans une usine de production de biocarburant classique peut produire jusqu'à 1 300 m3.³ mélange gazeux, où la teneur en méthane atteint 90 %.

Comment réaliser un module d'agriculture de transformation ?

Afin de créer un système de transformation des déchets en biocarburant, vous devez au minimum connaître le principe de fonctionnement de tels dispositifs et comprendre les circuits.

Schéma de l'installation du bioréacteur : 1 – bioréacteur ; 2 – agitateur ; 3 – chauffage; 4 – pompe ; 5 – élément filtrant; 6 – compresseur de gaz ; 7 – réservoir d'essence ; 8 – collecteur de fumier ; 9 – rendement des engrais (boues) ; 10 – panneau de commande du chauffage

Considérons les deux, mais il convient de noter : la construction d'une installation à part entière est assez fastidieuse et coûteuse. À la maison, en règle générale, vous ne pouvez fabriquer que quelque chose de similaire aux stations de recyclage. Toutefois, certaines tentatives réussissent.

Le principe de fonctionnement de la bioinstallation

La technologie de production de biocarburants soutient généralement l’approche systémique suivante :

1. Le bioréacteur (conteneur) est chargé de fumier.
2. Pendant un certain temps, un processus de fermentation se déroule à l'intérieur du réacteur.
3. Un environnement gazeux se forme.
4. Les gaz sont évacués du réacteur.
5. Le mélange gazeux est purifié et envoyé pour être utilisé comme carburant.

La composition du mélange gazeux résultant est caractérisée par une saturation assez élevée de diverses substances. Le composant en pourcentage le plus important est le méthane (60 %), le dioxyde de carbone (35 %) et d'autres substances, dont le sulfure d'hydrogène (5 %).

Voici à quoi ressemble le diagramme de distribution du mélange gazeux : 1 – la teneur en méthane est d'environ 63 à 65 % ; 2 – teneur en dioxyde de carbone d'environ 30 à 33 % ; 3 – teneur en sulfure d'hydrogène d'environ 2% ; 4 – teneur en ammoniac d'environ 1% ; 5 – teneur en hydrogène environ 1%

Pendant ce temps, pour le fonctionnement efficace d'une station de production de gaz de production domestique, d'importantes réserves de déchets provenant de représentants du monde animal sont nécessaires.

Par conséquent, la première chose à laquelle vous devez prêter attention pour résoudre le problème de l'obtention de biocarburant dans votre pays (pays) est la disponibilité de sources de matières premières pour l'usine de transformation.

Fabriquer un bioréacteur de vos propres mains

Après avoir décidé des sources de matières premières, vous devez ensuite décider de l'emplacement du bioréacteur d'origine (ou du pays). Le réacteur lui-même est une cuve étanche, assez résistante, avec un volume basé sur l'apport quotidien de matières premières de fumier à traiter (pour référence : pour obtenir 100 m³ le mélange gazeux nécessite environ 1 tonne de fumier).

Tableau de la relation entre le type de fumier et la quantité de biogaz produit

Un tableau montrant l'efficacité d'un type particulier de déchet biologique en termes de volume de gaz produit. Comme le montre le tableau, le plus efficace est le fumier de porc, qui peut produire la plus grande quantité de biocarburant.

Un tel conteneur devra être installé sur une fondation solide, équipée de vannes d'arrêt et d'autres accessoires techniques selon le schéma classique. Il est conseillé de rendre la partie supérieure de la cuve amovible, avec des fixations boulonnées et un joint d'étanchéité.

Pour assurer la continuité du cycle, le ballon de stockage doit être équipé d'un module de chauffage artificiel. Si en été l'efficacité de la fermentation du fumier et la vitesse de formation de gaz sont entièrement assurées par les conditions de température extérieure, en hiver la situation change.

Pour le fonctionnement hivernal du bioréacteur, un chauffage artificiel est nécessaire, étant donné l'arrêt de l'activité des bactéries de fermentation déjà à 4-10 °C au-dessus de zéro. En conséquence, le conteneur doit avoir une isolation thermique de haute qualité. La méthode classique d'isolation avec de la laine minérale convient pour cela.

Un bon exemple d’isolement d’un bioréacteur pour son fonctionnement hivernal. La laine minérale était utilisée comme matériau isolant. La couche supérieure de coton est recouverte d'un matériau en aluminium

Il existe plusieurs options pour organiser le chauffage. Par exemple, l'utilisation de radiateurs électriques ou d'un système de chauffage de l'eau (veste d'eau).

La puissance du circuit de chauffage doit être calculée sur la base de la température optimale à l'intérieur du réacteur de 25 à 40 °C, nécessaire pour réaliser un processus efficace de fermentation de la biomasse.

Outre les appareils de chauffage, l'activité fermentaire de la biomasse est influencée par son degré de stagnation. Essentiellement, à l’intérieur du réservoir, le fumier doit être constamment en mouvement. Le mouvement de la biomasse améliore le processus de fermentation et réduit le temps d'obtention du composant gazeux.

Option pour une installation estivale de traitement du fumier et de production de biocarburant. Dans ce cas, le chauffage est réalisé sous la forme d'un bain-marie en béton dans lequel est immergée la cuve du réacteur. Cependant, cette installation ne peut pas être utilisée en hiver.

Le problème de l'organisation du mouvement est résolu en introduisant un agitateur mécanique spécial dans la conception du bioréacteur. L'arbre de cet appareil est relié à l'arbre d'un moteur à basse vitesse, qui effectue l'action de rotation. L'activation et la désactivation du processus de mélange peuvent être effectuées manuellement ou automatiquement.

Nous avons un autre article sur notre site Web qui fournit instructions d'installation pour obtenir du biogaz pour les besoins d'une maison privée.

Processus de production de biogaz et d’engrais

La conception du système de production de biocarburant à domicile implique technologiquement de charger le navire avec du fumier à environ 1/3 de sa capacité. Pour charger le fumier, une trappe de chargement avec une porte hermétiquement fermée est réalisée. La zone supérieure libre restante du bioréacteur est utilisée pour l'accumulation des gaz libérés.

Un bioréacteur miniature fait maison fabriqué sur la base d'un fût ordinaire de 200 litres. En principe, pour répondre à des besoins modestes en combustible biologique, il est tout à fait adapté à une utilisation dans les ménages privés. C'est le même modèle qui peut être réalisé à la maison pour produire du biocarburant.

Des trous de sortie doivent être pratiqués aux niveaux supérieur et inférieur du navire. En haut il y a une sortie de gaz, en bas il y a une sortie pour évacuer le fumier traité (engrais). Il est également conseillé de monter une fenêtre d'observation dans la zone supérieure du récipient pour surveiller le processus.

Le tuyau d'évacuation du mélange gazeux est relié par un tuyau étanche à un dispositif qui remplit simultanément les fonctions de séparateur et de joint hydraulique. Pour la communication, un tuyau (métal ou polyéthylène) de petit diamètre (25-32 mm) est utilisé.

Le séparateur lui-même est un récipient de capacité relativement petite rempli d'eau. Le gaz traversant la colonne d'eau est purifié et rejeté dans gazomètre puis servi aux consommateurs.

Un exemple de conception de séparateur à deux étages - une vanne hydraulique pour fournir un mélange gazeux provenant d'un bioréacteur. Cette option de filtration permet d'obtenir un produit purifié de haute qualité.

Il est conseillé de réaliser le tuyau inférieur du réacteur (pour la sortie des fumiers - boues) d'un diamètre aussi large que possible. Un robinet d'arrêt (vanne) y est raccordé et une vidange est réalisée vers un réservoir de collecte des boues. La masse dépensée à la ferme peut être utilisée avec succès comme engrais.

Nous avons examiné des informations détaillées sur la détermination du volume requis du conteneur, ainsi que sur le calcul de l'efficacité du bioréacteur et de la faisabilité de l'utilisation du biogaz dans prochain article.

Quelle doit être la composition de la masse de fumier ?

La masse de fumier chargée dans le bioréacteur ne doit pas être considérée simplement comme une matière première adaptée à n'importe quelle qualité. Le composant de la substance revêt une importance fondamentale pour le processus de fermentation. En pratique, il a été constaté qu’une réduction des particules de substrat s’accompagne d’une meilleure efficacité du procédé.

La fibreuse prononcée du substrat et une augmentation de la zone d'interaction des bactéries sont les principaux critères qui contribuent à la décomposition rapide de la masse de fumier. Dans cet état, la matière première du fumier, lorsqu'elle est chauffée et mélangée, ne forme ni sédiment ni film à la surface, ce qui simplifie grandement la filtration du mélange gazeux.

Préparation de la masse de fumier pour chargement dans le réacteur. Cette procédure ne reçoit pas moins d'attention que tout le reste si l'on souhaite obtenir une quantité importante de biocarburant dans un court laps de temps.

Le degré de broyage de la matière première détermine la durée de la fermentation, qui à son tour affecte le volume de gaz produit. Ainsi, pour réduire le temps de fermentation, il est nécessaire de bien broyer les matières premières : plus la qualité du broyage est bonne, plus la période de fermentation est courte.

Caractéristiques de l'utilisation du biogaz pour les besoins domestiques

Le champ d'application de ce type de ressource énergétique est assez étendu. En utilisant le biogaz comme combustible, on produit de l’électricité, de l’eau chaude ou de la vapeur. Il existe de nombreux exemples concrets d’utilisation de biocarburant pour alimenter des véhicules.

Mais afin d'éviter des problèmes sur l'exploitation lors de l'utilisation d'un tel carburant, il est extrêmement important d'aménager une installation de stockage pour le biogaz obtenu, en allouant le bon endroit pour le réservoir d'essence Emplacement activé.

Les installations de biogaz de ce type sont des équipements qui ouvrent la possibilité de créer une production sans déchets. À cet égard, certains pays d’Europe occidentale constituent un bon exemple.

Par exemple, au Danemark, la production de ce type de carburant a atteint près de 20 % des ressources énergétiques totales du pays. Dans de grandes régions du monde, comme l'Inde et la Chine, le nombre d'installations de biogaz se compte par centaines de milliers.

Des installations industrielles puissantes pour la production de biocarburants. De telles structures sont capables d’approvisionner pleinement les grandes structures agricoles en biocarburant. Il existe un grand nombre de systèmes similaires utilisés dans le monde. Et la croissance quantitative se poursuit activement

Ce n’est pas pour rien qu’il y a un intérêt croissant dans le monde entier pour les procédés de production de biogaz.

C'est l'une de ces options énergétiques classées comme source alternative et pour lesquelles ils voient l'avenir, c'est pourquoi les agriculteurs et les gestionnaires de logements et de services communaux, les propriétaires de fermes privées et de petites entreprises suivent de près le développement de la technologie.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Examen d'une unité de production de biogaz, dans la fabrication de laquelle un réservoir en plastique de 127 litres est utilisé. Caractéristiques de l'appareil et conseils d'utilisation.

Un intérêt particulier pour l'utilisation des installations se manifeste chez les propriétaires du secteur de la restauration et de la gastronomie, où le thème du traitement des déchets alimentaires reste d'actualité. Sur cette base, il existe une bonne opportunité de créer un recyclage bon marché des déchets organiques au profit des exploitations agricoles. Enfin, la technologie de production de biocarburants signifie une réelle préservation de l’environnement, ce qui n’est pas le cas de la production d’autres boissons énergisantes.

Vous êtes intéressé par la production de biocarburants et souhaitez clarifier certains points ? Posez des questions controversées dans les commentaires - nos experts tenteront de clarifier ces points.

Ou peut-être connaissez-vous la fabrication d’un bioréacteur et le processus de production de biogaz ? Partagez vos connaissances pratiques et votre opinion sur cette question dans notre article - de nombreux dirigeants d'entreprise seront intéressés par votre expérience et vos recommandations.