Noutate pe plan naţional

La ferma zootehnică a Staţiunii Didactice Experimentale a USAMVB Timişoara, situată pe Calea Aradului la Km 6, se apropie de finalizare construcţia unei instalaţii de producere a biogazului din amestecuri organice provenite din fermă.

Conceptul este original şi a fost elaborat în cadrul unui proiect finanţat, prin programul MAKIS, de Ministerul Agriculturii şi Dezvoltării Rurale şi Banca Mondială. Capacitatea acestei instalaţii, de 60 mc, a fost stabilită pentru a servi drept model pentru fermierii care deţin câteva zeci de vaci. Scopul acestui proiect este de a elabora o tehnologie ieftină şi fiabilă care să fie aplicată de fermierii din România care deţin ferme zootehnice mici sau mijlocii.

Structură şi funcţionare

Toate materialele folosite în acest proiect sunt achiziţionate din România, iar manopera este în întregime executată de firme din Timişoara.

Sistemul de producere şi valorificare a biogazului constă dintr-un fermentator orizontal cu amestecare prin barbotarea gazului (Figura). Materialul brut (amestec de dejecţii, apă, siloz de porumb, alte produse organice fermentescibile) se introduce în bazinul de amestec care este prevăzut cu o pompă cu tocător, care realizează şi omogenizarea materiei prime în bazin. De aici, amestecul este pompat în fermentator. După umplerea acestuia, materialul fermentat este evacuat printr-un sistem de prea-plin.

Un astfel de model de fermentator necesită un minim de lucrări de întreţinere datorită simplităţii tehnologiei aplicate. Timpul mediu de retenţie a substratului în fermentator este de 20-30 zile. Timpul de retenţie al substratului este garantat în acest tip de fermentator, un aspect deosebit de important din punct de vedere al igienizării materialului supus fermentării.

Fermentarea anaerobă nu numai că reduce efectul de seră, pentru că nu degajă metan în atmosferă, acesta fiind captat şi ars la obţinerea de bioxid de carbon, ci realizează şi o igienizare a substratului supus procesului anaerob, prin distrugerea microorganismelor patogene şi a seminţelor de buruieni.

Astfel, digestatul (îngrăşământul rezultat după fermentarea anaerobă) este mult mai ”curat” decât materia introdusă la fermentat, sau decât gunoiul de grajd compostat (sau fermentat aerob). În fermentatoarele verticale, cu amestecare continuă, aplicate în multe ferme din Europa, o parte din substratul proaspăt introdus este evacuat fără să-şi facă stagiul de 20-30 de zile pentru a fi complet fermentat.

Acest fenomen, cunoscut în limbajul de specialitate ca ”scurt-circuit”, nu se întâmplă în fermentatorul orizontal ce are curgerea de tip piston (plug-flow) aplicat în cadrul acestui proiect. Astfel, acest sistem de fermentaţie garantează igienizarea substratului şi folosirea întregii capacităţi metanogene a materiei organice introduse la fermentat.

Element de originalitate

Unul dintre aspectele originale ale acestei instalaţii este sistemul de amestecare a substratului (materialului de fermentat). Cele mai neplăcute probleme la fermentatoarele cu agitare mecanică o constituie defecţiunile care apar la sistemele de agitare (palete, axe rupte, lagăre uzate etc.), la care se adaugă şi consumul de energie necesar acţionării agitatoarelor.

În cadrul acestui proiect s-a elaborat un sistem de amestecare prin barbotarea biogazului produs prin fermentare. În fermentator sunt montate difuzoare pentru agitare prin recircularea periodică a unei cote fixe de biogaz, în vederea omogenizării pe verticală a substratului. Biogazul degajat este cules într-un dom montat pe fermentator şi condus spre rezervorul de stocare a gazului.

Stocarea şi valorificarea gazului

Au fost alese două moduri de stocare a gazului: un gazometru metalic, care funcţionează pe principiul clopotului într-o baie de apă; şi rezervor din membrană. Din rezervorul de stocare se alimentează un cazan care funcţionează cu biogaz pentru încălzirea fermentatorului şi asigurarea apei calde menajere în limita producţiei de biogaz. Această producţie se estimează a fi cuprinsă între 60 şi 100 mc/zi la o alimentare cu dejecţii de vită şi siloz de porumb.

Din aceasta, cca. 20-30% va reprezenta autoconsumul pentru menţinerea temperaturii în fermentator, iar restul este disponibil pentru utilizare.

Biogazul va fi întrebuinţat pentru producerea de apă caldă menajeră şi a agentului termic pentru spaţiile de studiu şi de cercetare din incinta fermei, unde studenţii Universităţii de Ştiinţe Agricole din Timişoara desfăşoară activităţi de studiu şi practică în producţie.

Biogazul se poate valorifica chiar într-un generator de curent electric, însă o astfel de investiţie ar ridica mult costurile instalaţiei.

CARACTERISTICILE FERMENTATORULUI ORIZONTAL PLUG-FLOW

• Flexibilitate în ceea ce priveşte tipul de substrat (cu conţinuturi diferite de substanţă uscată);
• Degradarea substratului aproape completă;
• Tipul de amestecare cu consum de energie mic; reduce costurile de mentenanţă;

• Fermentatorul este construit în întregime din oţel;
• Evacuarea digestatului se face printr-un sistem de prea-plin, fără piese în mişcare (se elimină riscul defecţiunilor cauzate de abraziune, forfecare sau de şocuri mecanice);
• Întreţinere simplă şi durată de funcţionare îndelungată;
• Garanţia igienizării datorită timpului de retenţie bine definit în fermentator.