Bioplyn-info.sk

Suchá fermentace systém Green Machines a.s.
Kromě systémů „mokré“ fermentace, která se využívá v zemědělství, se začínají objevovat na trhu nové technologie, jako například technologie „suché“ fermentace firmy Green Machines a.s. „suché“ technologie jsou významnou konkurencí technologiím „mokré“ fermentace.

Nové systémy bioplynových stanic pracují na principu tzv. „suché“ fermentace. Biofermentory jsou kompletně vyrobeny v továrnách a jsou použitelné jak pro procesy výroby bioplynu, tak pro nasazení v kompostárnách. Nové typy biofermentorů od firmy Green Machines a.s. fungují jak na aerobním, tak na anaerobním systému. Nové biofermentory se využijí nejen všude tam, kde je zpracovávána biomasa nebo biologicky rozložitelné komunální odpady, ale i pro zpracování komunálních odpadů na bioplyn. Tím se odpady dají využívat jak v bioplynových stanicích, tak v kompostárnách při hygienizaci odpadu. Takto koncipované systémy a bioplynové stanice jsou provozovány v současné době především v Německu, Rakousku a dalších zemí EU a zaznamenávají velký růst popularity. Firma Green Machines a.s. vyvinula nové sofistikované biofermentory s řízeným procesem a zahajuje jejich výrobu na Slovensku. Tím bude mít Slovenská republika k dispozici nové a progresivní technologie a firma využije ve svém vývoji dvacetileté zkušenosti s biofermentory, které mají představitelé společnosti.

Technologie suché fermentace
Předností zpracování substrátů suchou fermentací je to, že suché fermentory zpracovávají substráty s přibližně 4-6 násobným obsahem organické hmoty oproti reaktorům na mokrou cestu. Suché technologie jsou zpravidla využívány u bioplynových stanic, které zpracovávají komunální a domovní odpady. V zemědělství již lze zaznamenat jejich nárůst využití a jejich nepopiratelnou budoucnost oproti mokré cestě. Při snižování stavu zvířat v zemědělství dochází logicky i k poklesu tekutých exkrementů a zemědělci proto hledají další alternativy. Suchou fermentaci lze použít i u biomasy, kterou nelze mokrou cestou jednoduše zpracovat (např. podestýlky na bázi pilin – v mokré cestě tvoří krusty a ucpáva-jí čerpadla, nedokonale vytříděné bioodpady – s příměsemi plastů, dřeva, kovů, zeminy, atd.).

Technologie suché fermentace zpracovává substráty o sušině obvykle 30 až 35%, ale i vyšší. Zpravidla jde o aplikace mezofilního anaerobního procesu, rozsah používaných reakčních teplot je 32-38°C a i vyšší. Optimální pH se pohybuje mezi 6,5 – 7,5. V zásadě lze rozdělit technologie na diskontinuální (vsázkové) a kontinuální.

Diskontinuální technologie suché fermentace od firmy Green Machines a.s variabilní sestává z několika biofermentorů většinou řazených do série a tím možnosti přizpůsobení konečné varanty provozu a tím možnosti jednoduchého rozši-řování provozu dle potřeb a množství vstupních surovin u zemědělce. Nebo objem požadovaných odpadu pro zpraco-vání v komunálních bioplynových stanicích. Doprava zpracovávaného materiálu do biofermentorů a z nich je zpravidla prováděna běžnou manipulační technikou (např. nakladačem nebo manipulátorem). Anaerobní proces je řízen pomoci řídících jednotek s možností ovlivňování procesu a v některých špičkových biofermentorech, jako jsou např. biofer-mentory firmy Green Machines a.s. lze řídit kompletní proces (ohřev, chlazení, dynamika procesu a konečná hygieni-zace zbytkové biomasy) dávkováním procesní tekutiny včetně možnosti použití dávkování přísad. Vyprázdnění a nové naplnění biofermentorů + start reakce trvá dva dny, vlastní reakce a produkce bioplynu 21-27 dnů. ¨

Další konstrukční technickou novinkou u biofermentorů firmy Green Machines a.s. je ovlivnění složení kvality bioply-nu již při jímání bioplynu z biofermentorů a snížení obsahu siloxanu a tím menší zatížení kogeneračních jednotek pro výrobu el. Energie a uprav a bioplynu na kvalitu zemního plynu a následnou konečnou úpravu na CNG. Podle druhu výstavby a montáže můžeme biofermentory rozdělit na výstavbové („na zelené louce“) a vestavbové, které využívají instalace mobilních biofermentorů do nevyužívaných objektů v zemědělství, jako jsou např. seníky, ocelokolny, kraví-ny apod. Tím je zajištěna rychlá výstavba i úspora nákladů na realizaci stanice. Biofermentory firmy Green Machines a.s. se nemusí umísťovat do jakýchkoliv hal a jsou konstruovány na venkovní použití.

Tzv. „suchá“ fermentace
Základním principem „suché“ fermentace je anaerobní rozklad biologicky rozložitelných materiálů (biomasa – cíleně pěstované zemědělské plodiny a produkty jejich zpracování, hnůj z živočišné výroby, travní zeleň, BRO) na bioplyn a jeho přeměna na elektrickou energii a teplo. Na konci procesu zůstává pevný zbytek (fermentát), který je upravován jako alternativní palivo, a tekutý zbytek (perkolát), kterého je minimum používáno zpět v procesu, přičemž ale oba je možné aplikovat na zemědělské pozemky.

Bioplynovou stanici tvoří komplex několika staveb. Hlavními jsou hala s hranatými fermentory, manipulační hala, kde je umístěna technologická míchárna, plocha před fermentory, strojovna s kogenerační jednotkou, velín s elektroroz-vodnou, perkolátní tanky, technologie výroby plynu, biofiltr, fléra. Po naplnění fermentoru jsou uzavřena plynotěsná vrata. Biomasa je vyhřívána a postřikem perkolátu, který současně obnovuje mikrobiální kulturu na jejím povrchu, a řízenou reakcí je možné ovlivňovat i částečně pH a procesy tvorby bioplynu. Do 3 hodin po navezení vsádky do biofer-mentoru dojde díky technologii Green Machines a.s. k odstranění zbytkového kyslíku a postupné stabilizaci celého anaerobního procesu. Díky řízenému procesu lze velice rychle směs dostat na ideální teplotu, a tím urychlit tvorbu bioplynu. V biofermentorech firmy Green Machines a.s. lze dosáhnout řízením procesu a přesnou skladbou vstupních surovin výtěžnosti až 480 m3 bioplynu na 1 tunu směsi. Vznikající bioplyn se odsává a dále odvádí do kogenerační jednotky nebo na další zpracování. Zde je transformován na elektrickou energii. Veškeré odpadní teplo je využíváno v procesu, a tím je efektivně zužitkováno. Proces je diskontinuální, obvyklá délka cyklu je 28 dnů. Pro kontinuitu pro-cesu se doporučuje pracovat minimálně se dvěma fermentory. Na konci cyklu je biomasa vyvezena a část vyfermento-vaného substrátu je nahrazena novou biomasou v tzv. směsném navýšení (poměr mezi starou, částečně vyfermentova nou biomasou). S vyvezeného fermentátu je vyrobeno palivo nebo v případě zemědělského využití stanice je z fermen-tátu dále vyráběno obohacované hnojivo, a tím dosaženo ekonomicky výhodnějšího přínosu než jen za komposty.

Výhody „suché“ fermentace
Technologie je vhodná pro biomasu s vyšším obsahem sušiny (25 % a více), jako např. hnůj, travní senáž, kukuřičná siláž, obilný šrot, obilná GPS, stejně tak, jako pro zpracování biologicky rozložitelných komunálních, zemědělských nebo potravinářských bioodpadů.

U komunálních stanic je sice potřeba materiál třídit a zpracovávat, přesto ekonomika výnosu za zpracování odpadů je mnohokrát vyšší než u zemědělských stanic. Principiálně lze technologii navrhovat jako jedno, případně vícestupňo-vou, a zejména ve spojení s dalšími technologiemi lze využívat i komunální odpady. Firma Green Machines a.s. ve svém programu výstavby bioplynových stanic pro města a obce nabízí výrobky od jednoduchých bioplynových stanic s produkcí elektřiny, až po sofistikované systémy, kde jsou výstupy nejenom bioplyn, ale i výrobky z odpadů, úprava bioplynu na CNG, využití CO2 a další produkty. Výstavba takto sofistikovaně navržených provozů je sice náročnější na investice, ale má vysokou návratnost do 5 až 6 let bez dotace, což je návratnost oproti klasickým zkrácená o 30 až 40 %. Stanice jsou navrhovány tak, aby nemusely být závislé na dotacích a dalších podpůrných programech a jsou schopny samofinancování z poplatků za zpracování odpadů a vlastní produkce výstupů. Dotace jsou pak příjemnou podporou k financování, ale bohužel, na rozdíl od západních zemí jsou dotace ovlivňovány polickým klimatem v dané zemi.

Další výhodou je nižší spotřeba elektrické energie, neboť biomasa se ve fermentoru nemíchá ani se do něj nečerpá. Vlastní spotřeba bioplynové stanice se pohybuje mezi 2 % produkované elektřiny.

Stanice je jednoduché dále rozšířit. Biomasu není nutné před vstupem do fermentoru ředit, rozmělňovat, třídit nebo jinak upravovat jako u zemědělského využití. Na konci procesu není nutné fugat nijak odstřeďovat, na jedné straně zůstává kapalná složka a na straně druhé pevná složka. U navržených technologií firmy Green Machines je prakticky minimální výstup tekuté složky fugatu a ten je vracen do procesu zejména v oblast zpracování komunálních odpadů. je

V případě navezení nevhodného materiálu (např. biomasa) s přídavky antibiotik, problémové příměsi, které se mo-hou objevit v některé ze složek biologicky rozložitelném odpadu) nehrozí kolaps celé stanice, na rozdíl od ze-mědělských stanic, které využívají mokrou cestu. Vyveze se pouze jeden postižený fermentor a následně naplní čerstvou biomasou. Chod bioplynové stanice jako celku není ohrožen. Nižší poruchovost stanic dále ovlivňuje to, že nemá míchací zařízení, biomasa se naváží dovnitř kolovým nakladačem, nikoliv čerpadly. Celkově je jednodušší na obsluhu.

Nedostatky „suché“ fermentace
Nedostatkem je minimální počet aplikací v Slovenské a České republice, s čímž souvisí malé povědomí veřejnosti o této technologii. Dále také přibližně o 10 až 15 % vyšší investiční náklady na výstavbu bioplynové stanice, i když poté se dosáhne vyššího výnosu.

Závěr
Obě technologie mají své přednosti i nedostatky. Základem pro rozhodnutí o správné variantě je především předpoklá-daná struktura biomasy. Díky nedostatečnému povědomí o suché fermentaci se většina investorů snaží postavit za každou cenu „mokrou“ bioplynovou stanici, i když pro ně nemusí být tato technologie příliš vhodná. Převádět hnůj, travní senáž, GPS, obilný šrot, popř. různé druhy biologicky rozložitelných odpadů do čerpatelného stavu a na konci procesu pracně odstřeďovat kašovitý fugat na pevnou a tekutou složku, není zrovna ta nejefektivnější cesta. Právě u těchto případů je vhodné zvážit využití technologie suché fermentace.

Suchá fermentace zatím díky nedostatečnému povědomí a hlavně tím, že se doposud technologie suché fermentace musely importovat (a importují se ze zahraničí stále) zatím na trhu zaostává. Přesto systémy suché fermentace mají pravděpodobně díky své možnosti a relativní jednoduchosti větší potenciál růstu než technologie mokré. Tím, že tech-nologie mokré fermentace jsou většinou jen jednostranně zaměřeny na určitou skupinu vstupních surovin a velice těžko se přizpůsobují změnám, jsou náchylné na kolapsy a jsou převážně určeny jen jako zemědělské technologie.

Suché fermentační systémy mají budoucnost ještě před sebou a jejich použitelnost na zpracování dalších druhů odpa-dů je tím jasně preferuje do budoucnosti před systémy pracujícími na bázi mokré cesty. I zemědělci budou postupně více využívat systému suché fermentace.