Биоэтанол в домашних условиях: инструкция по производству, изготовлению из навоза своими руками, видео, цена, фото

Как сделать установку для биотоплива в домашних условиях

В настоящее время дом, теплицы или фермерские угодья могут отапливаться не только газом или дровами, но и биотопливом. Особенно оно актуально для фермерских и тепличных хозяйств, где остро стоит вопрос об экономии энергии. Ведь затраты на обогрев помещений порой влетают в копеечку. Здесь и приходит на помощь биотопливо. Растительное и органическое сырье способно обогреть довольно большие площади, нужно только грамотно подойти к вопросу переработки.

Содержание:

Что такое биотопливо, его преимущества

Биотопливо было изобретено значительно раньше открытия природных залежей нефти. Поскольку ее использование позволяло намного быстрей получить энергию, о биотопливе быстро забыли. Однако вместе с нефтью появились проблемы загрязнения окружающей среды, стоимость топлива неумолимо ползет вверх год от года. Странам, где нет запасов нефти, приходится изобретать альтернативные источники энергии, например, биотопливо.

Получать энергию можно с помощью переработки биомассы термохимическим или биологическим способом.

Преимуществ у биотоплива масса. Прежде всего, перерабатываемое растительное или органическое сырье неисчерпаемо, оно постоянно обновляется, чего, например, нельзя сказать о нефти. Воспламеняемость биотоплива намного выше. Количество углекислого газа, который выбрасывается в атмосферу, намного ниже, если сравнивать с показателями выбросов после использования той же солярки.

Биотопливо можно приготовить в домашних условиях, особенно, если есть своя ферма.

Наряду с плюсами альтернативного топлива существует и недостаток – производство дизеля намного дешевле, чем изготовление биотоплива. По этой причине последний источник энергии вряд ли займет лидирующее положение на рынке топлива. В нем заинтересованы лишь те, кому некуда деваться, кроме как производить альтернативный источник энергии.

Если имеется зимняя теплица и свое собственное фермерское хозяйство, заниматься производством биотоплива очень выгодно – теплица и ферма будут отапливаться за счет самих себя. Нужно лишь поставить специальное оборудование для переработки биомассы, его можно сделать самостоятельно без особых затрат.

Какой вид биотоплива готовят самостоятельно

Одним из самых распространенных видов топлива считается биогаз. Он вырабатывается в процессе брожения органических и растительных отходов. Если поместить навоз и растительную массу в контейнер без доступа воздуха, начнется брожение, в результате которого выделится:

• До 70% метана
• Сероводород
• Азот
• Водород
• Углекислый газ

Биогазом можно отапливать помещения, нагревать воду и использовать как источник энергии для получения электричества. Принцип изготовления биогаза достаточно прост, его часто используют фермеры для обогрева своих животноводческих угодий. Второе по популярности место после биогаза занимают биобрикеты. Их также можно приготовить в домашних условиях. Брикеты используют для обогрева помещений и других нужд.

Есть еще и биопеллеты, но они не пользуются большой популярностью, так как требуют специальных установок для сжигания, что не очень удобно и весьма накладно.

Отдельно выделяют древесный уголь, который также считается биотопливом.

Его изготавливают в промышленных масштабах. Умелые владельцы частных домов уже давно освоили технологию производства древесного угля и с успехом изготавливают этот вид топлива самостоятельно. Ведь покупка готового топлива обходится намного дороже, нежели чем самостоятельное изготовление угля. Решение в пользу того или иного вида топлива принимается на основании наличия сырья для изготовления. Для производства биогаза понадобятся органические и растительные отходы – навоз, растения. Лучше всего подходит конский навоз или его смесь с навозом КРС. Брикеты, пеллеты производят из растительных отходов, опилок, коры, щепок, бумаги.

Древесный уголь – это обожженные поленья деревьев разных пород.

Обычно на это уходит валежник, который еще имеет форму и не превратился в труху. Если хочется запастись топливом для таких нужд как приготовление шашлыков или барбекю, понадобится древесный уголь. Если нужно отапливать помещения – биогаз или брикеты. При наличии собственной фермы и тепличного хозяйства можно смело ставить установки и вырабатывать биогаз.

Биогаз – установка для производства топлива

Для того чтобы вырабатывать биогаз придется либо приобрести уже готовую установку, либо сделать ее самостоятельно. Устройство состоит из контейнера или реактора, в котором происходит брожение, труб для отвода газа, газового коллектора. Если еще планируется использовать топливо для производства электроэнергии, в систему встраивается генератор. Но обычно такие сложные установки применяются на огромных фермерских хозяйствах, где проблем с сырьем нет. Если нет возможности купить установку, можно собрать ее самостоятельно.

Главным моментом в этой конструкции считается реактор, роль которого может сыграть обычный металлический контейнер больших размеров. Его лучше вкопать в землю и забетонировать. Делается это для того, чтобы сырье всегда находилось в тепле, без разогрева биомассы хотя бы до 30° брожения не произойдет и все попытки получить газ пойдут насмарку. Металлический контейнер закрывают так, чтобы не было доступа к воздуху. Из реактора отходят трубы, по которым поступает газ в газовый коллектор. Из последнего топливо поступает непосредственно в камеру сгорания – происходит обогрев. При выборе реактора необходимо учесть его размер. Это должен быть контейнер, в который должно входить не менее 700 л сырья. Если объем будет меньше, газа выделится настолько мало, что любые трудозатраты не окупят себя.

Очень важно подготавливать сырье до его попадания в контейнер:

• Во-первых, оно должно быть без химических примесей.
• Во-вторых, навоз и растительные отходы нужно мелко рубить. Примерная фракция – не более 2 см.
• В-третьих, необходимо правильно составить пропорции сырья, если планируется смешивать ингредиенты.

Например, конский и коровий навоз мешают 1:1. В сырье нужно обязательно добавлять воду – на 1 кг навоза понадобиться примерно 700-800 гр воды. Биомасса должна быть хорошо увлажнена. В контейнер для брожения желательно поставить устройство, которое время от времени перемешивает массу. Это нужно для более быстрого процесса брожения. Многие умельцы, для постоянного поддержания температуры в реакторе, 30°-40°, окружают контейнер водяной баней. В результате брожение будет гарантировано. Однако такой метод весьма затратный, на подогрев воды уходит много электроэнергии. Если реактор находится под землей, нужда в водяной бане отпадает автоматически.

Прежде чем начинать сооружать установку для получения газа в домашних условиях, тщательно изучите различные схемы конструкции.

Даже самая простая модель требует базовых знаний и навыков в работе с механизмами. Так, например, для хорошего брожения биомассы реактор и рукав, через который заполняется контейнер, нужно хорошо герметизировать. Также, по мере заполнения реактора продуктами распада, необходимо откачивать биогаз. Для этого обычно используют компрессор и баллон, можно применить тот самый баллон из-под бытового газа (Пропан). Разумеется, он должен быть пустым и безопасным для применения.

Также не стоит забывать и о климатических условиях, в которых происходит изготовление биотоплива. Чем холодней регион, тем больше потребуется тепла для обогрева реактора. Именно для северных регионов рекомендуется погружать реактор под землю. Сверху остается только рукав для заполнения реактора и крышка. В зимнее время контейнер с сырьем обязательно утепляется, то есть крышка, которая находится сверху, утепляется всеми возможными способами. В южных регионах этого можно не делать.

Древесный уголь – установка для изготовления

Изготовление древесного угля сможет освоить любой. Для этого понадобится металлическая бочка и место, где можно заниматься сжиганием поленьев. Внизу бочки нужно приспособить устройство для нагнетания воздуха. Процесс сжигания сводится к следующему:

• На дне бочки разводится костер из сухих тонких сучьев и других древесных отходов.
• Затем укладываются поленья. Каждый слой укладывается по мере прогорания предыдущего.
• Когда бочка заполнена наполовину, можно нагнетать воздух для лучшего горения. Иначе поленья начнут дымить, а не гореть.
• После этого заполняем бочку почти до верха.
• После того как все поленья сожжены, бочку накрывают металлическим листом. Уголь должен остыть.

Вместо бочки можно использовать обычную яму в земле глубиной примерно 50-60 см (это на два мешка угля). Стенки ямы должны быть немного скошены – форма трапеции. Принцип заполнения и сгорания такой же, только здесь не нужно нагнетать воздух – все происходит естественным путем. После того как поленья обожжены, яму накрывают листьями и землей, утрамбовывают и оставляют примерно на пару дней. После этого уголь откапывают, просевают и упаковывают в мешки.

Место для сжигания дров должно отвечать всем нормам по пожарной безопасности.

Вблизи не должно быть растительности и деревянных построек. Заниматься этим в лесу не желательно, так как воспламеняемость лесной подушки молниеносная. Относитесь к природе бережно.

Изготовление биогаза и древесного угля в домашних условиях более чем возможно. Главное все тщательно спланировать, разработать схемы и рассчитать расход сырья и количество получившегося топлива. При правильных подсчетах изготовление биотоплива превратится в выгодное мероприятие.

Больше информации можно узнать из видео:

Биотопливо своими руками в домашних условиях, учимся делать биогаз и биодизель

Все мы знаем, что все старое рано или поздно возвращается, наша жизнь – это спираль, ретроспективная эволюция и тому подобное. То же самое можно сказать и о биогазе – ведь это не современное изобретение, ведь биотопливо добывалось еще древними китайцами. Давайте же вместе разберемся, каким образом изготовить биотопливо в домашних условиях.

Под биогазом подразумевается «коктейль» из газов, которую получают посредством прения органических веществ без какого-либо доступа кислорода. К роли материала, из которого делают такое топливо, может выступать обычный навоз, трава, ботва, другого рода отходы. Согласитесь, практически все мы уверены, что навоз может быть лишь удобрением, а о том, что из него можно сделать топливо для обогрева теплиц, хозяйственных и жилых помещений, мы даже не слышали.

Содержание статьи:

Что такое биогаз?

Вот как приблизительно выглядит биотопливо с химической точки зрения:

1. Метан.
2. Углекислый газ.
3. Примеси иных газов, к примеру, сероводорода.

Если переработать 1 килограмм органики, то можно получить до 0. 5 килограмма биотоплива.

Основные приемущества

Преимуществ у использования биогаза есть немало.

1. Низкая стоимость, он стоит сегодня примерно как бензин, но в то же время он намного чище, что позволяет существенно сэкономить на ТО котлов, работающих на таком топливе.
2. Вы не будете зависеть от нефти, которая, как известно, есть не во всех странах.
3. Источник, из которого добывается биотопливо, возобновляется, в отличие от того же бензина. Нефть не бесконечна, рано или поздно она закончится, а вот перечисленные материалы, необходимые для производства биологического топлива, будут всегда.
4. Снижается количество вредных газов, которые выбрасываются в атмосферу. Если привести цифры, то это примерно 65% разницы.

Читайте так же нашу статью про брикеты отопления

Что может повлиять на изготовления биотоплива?

Что имеет значение для нас – тех, кто планирует изготовить биотопливо в домашних условиях – так это, в первую очередь, окружающая среда. То есть, чем выше температура, тем интенсивнее будут проистекать все химические реакции, и тем активнее будет выделяться газ. Именно по этой причине первое оборудование, производящее биотопливо в домашних условиях, было создано и применено в местности с теплым климатом. Но это не значит, что если погода холодная, то делать такое топливо нельзя – ведь конструкцию можно утеплить, обогревать горячей водой, чем, собственно, многие и занимаются сегодня.

Также на изготовление может повлиять сырье, которое обязано быстро разлагаться, иметь в себе много жидкости, никаких чистящих средств или других препаратов, способных повлиять на ферментацию, присутствовать не должно.

Как производится биотопливо

Многие интересуются, каким образом можно создать биотопливо своими руками и какие материалы можно при этом использовать. Давайте разберемся вместе, так как вариантов может быть несколько.

Биотопливо из навоза

Навоз по праву считается самым популярным типом топлива, который производится кустарными методами. Так что если у вас есть какая-либо живность, то было целесообразным приобрести соответствующее оборудование для производства биогаза. Такая покупка способна окупиться в течение двух-трех лет.

Максимальное количество тепла добывают именно из конского навоза. Вместе с тем, такой навоз порой трудно достать, так что может подойти какой-то иной – коровий, козий, свиной и так далее.

В большинстве случаев для отопления дома используются смеси, произведенные на базе навоза:

1. Навоз и листья в соотношении 7 к 3.
2. Навоз и солома.
3. Навоз и опилки – 7 к 3.
4. Навоз и костра изо льна – 7 к 3.
5. Коров и лошадей – 1 к 1.
6. Навоз и бытовые отходы – 4 к 6.

Как уже говорилось, технология подобного производства основывается на брожении, сама она осуществляется в специальных герметичных резервуарах при относительно высокой температуре. Ненужная вода в это время удаляется и освобождается биогаз, а его, в свою очередь, можно использовать не только для обогрева, но и при приготовлении еды.

Важно! Если применять биотопливо в котле, то потребуется регулировать горелку. Для чего? Чтобы эффективность горения оставалась прежней при том, что метана в биотопливе не так много, чем в привычном нам газе.

Для этих целей идеально подойдет комбинированный котел, подробнее о них читайте тут

Применение древесного угля

Биотопливо в домашних условиях можете производить и из древесного угля, который необходим не только на природе при жарке шашлыка, как оказывается. Те, кто хоть единожды покупал такого рода уголь, отлично знают, что он стоит дорого. Но это не приговор, поскольку вы сможете уменьшить растраты, изготовив уголь самостоятельно. Потребуются лишь некоторые знания и «прямые» руки. В целом, для этого есть два способа.

Изготовление древесного угля в бочке

Для приготовления древесного угля вам потребуется двухсотлитровая металлическая бочка. В нижней ее части делаете штуцер, дабы в дальнейшем проводить принудительное нагнетание кислорода, к примеру, при помощи пылесоса.

Разводите в бочке небольшой костер, постепенно добавляя чурки. Дабы уголь услался поплотнее, время от времени встряхивайте его. Как только бочка будет заполнена дровами до половины, начинаете нагнетать кислород. После этого дыма станет меньше, а огонь будет гореть уже лучше. Вскоре бочка закрывается крышкой, все щели замазываются мокрой землей или раствором из глины.

Видео инструкция

Этот способ получения угля характеризуется тем, что при его использовании может появляться некоторое количество золы. Так что когда бочка полностью остынет, высыпаете все наружу, отсеиваете золу, а готовый уголь складываете в мешки.

Изготовление угля в яме

В большинстве случаев уголь жгут в лесу – это в разы удобнее, чем, скажем, на собственном участке. Но ввиду того, что в последнее время участились лесные пожары, необходимо тщательным образом продумать метод и способ жжения.

При выборе места позаботьтесь о том, чтобы рядом с ним находились большие запасы сушняка или старых деревьев, вместе с тем, процедура жжения угля не должна нанести вред окружающей природе. Для того чтобы приготовить пару мешков угля, нам потребуется яма глубиной в полметра и общим диаметром порядка 0.8 метра. Стенки этой ямы должны быть несколько скошены. Как видите, с этим вполне можно справиться собственноручно.

Дно ямы тщательно уплотняем и разжигаем на нем костер, используя для этого сухую бересту или тонкие ветки. После того, как огонь должным образом разгорится, добавляете в него заранее приготовленные дрова (они должны быть небольшого размера, до 30 сантиметров в длину). Если диаметр веток не превышает семь сантиметров, то распилить их можно и самому, не прибегая к посторонней помощи. Старайтесь укладывать дрова постепенно и, что главное, максимально плотно – обжегся один слой, добавляете другой и так далее. Те дрова, которые уже хорошо обгорели, поправляете заранее приготовленной палкой.

Чтобы дрова полностью выжигались, требуется около трех часов. Далее накрываете дрова сухими листьями, мхом и ветками, сверху насыпаете землю и все это аккуратно утрамбовываете. Дабы уголь окончательно остыл, требуется минимум два дня, по истечении который биотопливо в домашних условиях будет готово.  Через два дня снимаете с ямы землю и все остальное, выгребаете древесный уголь, просеиваете его и упаковываете в мешки.

Если же вы не планируете производить древесный уголь дальше, то зарывайте яму таким образом, чтобы плодородный шар оказался на самом верху, сверху его обратно засыпаете листьями. Разумеется, описанная нами методика требует некоторых и физических, и финансовых затрат, но все они не идут ни в какое сравнение с покупкой уже готового древесного угля. Но есть и другой, не менее важный момент – все это будет сделано лично вами, только вашими силами.

Возможно вас так же заинтересует статья про альтернативные способы отопления частного дома

Биотопливо из рапса

Из рапсовых семян тоже можно производить биологическое топливо. Дабы вникнуть в такую процедуру, можете своими силами провести несложный химический опыт. Берете пять грамм каустической соли и пересыпаете ее (очень быстро, дабы в нее не попал воздух) в стеклянную емкость на два литра, в которой уже находится 200 грамм метанола. Образованную смесь тщательным образом перемешиваете, затем добавляете туда масло, нагретое до температуры 55 градусов.

Чтобы было удобно перемешивать, можете использовать в качестве емкости трехлитровую банку, которая плотно закрывается крышкой.

Важно! В крыше обязательно оставляете отверстие под блендер.

В течение двадцати минут перемешиваете смесь, используя низкие обороты блендера. Затем полученную смесь оставляете на один час при тех же 55 градусах, если же температура будет комнатной, то потребуется уже 24 часа. По истечении этого времени вы заметите, что на дне банки скопился гицерин, а все оставшееся пространство наполнено желтоватой жидкостью – это и будет наше биотопливо. Его необходимо профильтровать.

Видео

В качестве заключения

Итак, учитывая все перечисленные выше преимущества использования биотоплива в качестве альтернативы популярным сегодня типам топлива, можно уверенно говорить, что это достаточно целесообразное решение, к примеру, для фермера. И если вы ознакомитесь с тематической литературой, где более детально рассмотрены методы и схемы производства биотоплива, добавите к этому собственные знания и навыки, то у вас все получится.

И помните: сырье, используемое при работе, должно прекрасно разлагаться и содержать много жидкости. Получается, что навоз – это оптимальный вариант. Также в нем не должно быть никаких посторонних веществ.

Как сделать биотопливо в домашних условиях

Ни для кого  не секрет,  что биотопливо является  альтернативным источником энергии. Получить его можно из различных видов органического сырья — навоза, растительных отходов, сои, рапса и даже мусора.

Навоз— самый популярный на сегодняшний день вид биотоплива, которое можно получить в домашних условиях.  Если у вас есть небольшая ферма, то целесообразно купить  и установить оборудование для выпуска биологического топлива. Больше всего тепла дает  конский навоз, однако его трудно  достать, поэтому можно воспользоваться и навозом от других животных, например  овец, коров, кроликов и т. д.

Технология изготовления биотоплива из навоза в домашних условиях основывается на процессе брожения, который под действием тепла осуществляется в специальных герметичных сосудах. При этом происходит испарение лишней влаги, и выделение биогаза, который  можно применить  для обогрева помещений и приготовления пищи.  Биогаз –был открыт очень давно, его получали еще в Древнем Китае.

Биогаз – это смесь газов, которая получается  при помощи перепревания органического сырья без доступа воздуха. Кроме  навоза, можно взять ботву культурных растений, траву или прочие отходы.

Кроме биогаза в домашних условиях можно приготовить  древесный уголь. Его применяют не только для жарки шашлыков на природе, он пригодится в кузнечном деле, литейном производстве, медицине, для фильтрации питьевой воды и даже для получения пороха.

Существует  два самых распространенных способа — производство этого биотоплива в яме или в металлической бочке.  Рассмотрим получение в яме.

Для получения  двух мешков угля требуется небольшая яма глубиной 50 см и диаметром 75-80 см с немного скошенными стенами.  На уплотненном дне ямы нужно развести маленький костер из сухих мелких веток, и когда огонь хорошо разгорится, на него складываются небольшие поленца,  до 30 см длиной.  Выжигаться дрова будут  3 часа. После этого нужно накрыть угли мхом или сухими листьями и засыпать землей. Нужно лишь подождать еще два дня и древесный уголь будет полностью готов.  

Учитывая дешевизну такого топлива и возможность обогревать им свой дом, производство биотоплива в  домашних условиях — это вполне обдуманный и правильный шаг, в особенности для хозяина небольшой фермы.

Как сделать биотопливо своими руками

Содержание статьи:

Биотопливо на практике

Заливать этанол в чистом виде в баки автомобилей категорически нельзя, так как он является сильнейшим растворителем и окислителем. Использование чистого биоэтанола требует переделки автомобиля с установкой деталей на двигатель из нержавеющего металла или пластика.

В настоящее время в мире уже разработаны около 40 моделей автомобилей, так называемых Flexible-Fuel Vehicle (FFV), с совмещенной конструкцией заправки, в баки которых можно заливать бензин и этанол в любом соотношении.

Так, в США, на дорогах курсирует более 6 миллионов грузовых и легковых автомобилей, для которых на заправках реализуется специальная смесь Е85, состоящая из 85% биоэтанола и 15% бензина. Присутствие бензина в составе смеси необходимо только для того, чтобы двигатель хорошо заводился в холодное время года.

Швеция в продвижении биотоплива в своей стране, пошла еще дальше, так, смесь этанола с бензином должна быть в обязательном порядке на крупных автозаправках, а авто, работающие на этом виде топлива, имеют беспрепятственный бесплатный проезд в центр Стокгольма, при этом их владельцы освобождаются от оплаты за стоянку и платят сниженный автоналог.

На Западе используют смесь Е10, состоящую из 10% биоэтанола и 90% бензина в обычных двигателях, а в Бразилии – 20%, так как считается, что такая добавка не способна повредить двигатель и топливную систему автомобиля.

В настоящее время даже самолеты, выпускаемые бразильской компанией Embraer, летают именно на смеси самолетного топлива со спиртом. Чистый бензин продавать в стране для заправки авто запрещено.

Согласно статистическим данным, даже незначительная добавка биоспирта в бензин, эффективно влияет на его сгорание, повышает его октановое число, что существенно снижает токсичность выбросов в атмосферу, также уменьшает риск воспламенения топлива при повреждении топливной системы автомобилей.

Плюсы и минусы использования самодельного биотоплива

Большинство видов биологического топлива производится промышленным способом с использованием специального оборудования. Естественно, что попытка применить данные технологии жителю частного домовладения или начинающему фермеру может оказаться не под силу. При использовании других, на первый взгляд, более технически простых способов получения топлива из биоматериалов, возникают трудности с обеспечением пожарной безопасности, защиты от отравления ядовитыми, легковоспламеняющимися веществами при работе с сырьём для биотоплива. По этой причине жителям села, фермерам, дачникам начинать свою новаторскую деятельность желательно не с холодного ядерного синтеза, а с чего-то попроще. Например, уже есть рабочие модели получения биогаза, древесного угля, брикетирования отходов и опилок для каминов и биокаминов, работы двигателей внутреннего сгорания на древесном газе.

Самостоятельное производство и использование биотоплива имеет смысл при доступной дешёвой сырьевой базе, обладающей энергетической ценностью, но находящейся состоянии, непригодном для использования без предварительной переработки или подготовки. Если посмотреть на этот вопрос шире, то к данному типу можно отнести воду, опилки, силос, льяльные воды и т. д., которые, с одной стороны, обладают энергетической ценностью, но с другой — высвободить тепловую энергию при отсутствии специального оборудования затруднительно.

Преимущества

К очевидным положительным сторонам производства и использования самодельного биологического топлива с позиции частного лица относятся:

• доступность сырья
• дешевизна
• простота изготовления.

У некоторых видов биотоплива (биодизель, биогаз) присутствуют схожие с аналогичными промышленными образцами показатели удельной теплоёмкости, температуры сгорания, антидетонационные свойства, экологичность. Для жителя сельской местности, держащего хозяйство, фермера, плотника или столяра раздобыть опилки, силос, навоз намного проще и дешевле чем бензин, дизельное топливо, уголь или дрова. В большинстве случаев народные умельцы используют уже опробованные и достаточно безопасные технологии.

Недостатки

Использование биотоплива обладает следующими недостатками:

• некоторые минусы связаны непосредственно с производством самодельных видов биотоплива: отсутствие автоматических систем контроля за давлением и температурой предъявляет повышенные требования к используемому оборудованию и его установке
• само оборудование для производства биологического топлива не сертифицировано, изготавливается, как правило, кустарным способом местным «левшой»
• некоторые получаемые вещества (биометан, угарный газ) являются ядовитыми
• топливо обладает низкой плотностью, концентрацией, а потому подлежит немедленному использованию, так как по прошествии времени расслаивается и впитывает влагу, превращаясь в эмульсию.

Изготовление брикет

Наладить дома производство биотоплива из опилок, соломы и других отходов несколько проще. Из оборудования понадобится лишь ручной пресс, сделанный специально для этой цели. Его можно приобрести в готовом виде, заказать мастерам либо, при наличии соответствующих навыков, изготовить самостоятельно. Пресс заводской готовности стоит немало денег, поэтому последний вариант обойдется вам дешевле всего.

Производство брикет начинается с приготовления смеси. В качестве сырья используются опилки, шелуха семечек, солома и даже размоченная макулатура. Конечно, такое топливо может и так чудесно сгореть в печи или твердотопливном котле, но из-за низкой насыпной плотности придется слишком часто производить загрузку топки. Готовое твердое биотопливо из соломы или опилок будет гореть гораздо дольше.

Смесь состоит из сырья, воды и глины, служащей связующим веществом. Солому или бумагу необходимо предварительно измельчить, затем смешать с глиной в пропорции 10:1 (на 10 кг отходов 1 кг глины) и водой. Количество воды надо подбирать таким, чтобы обеспечить равномерное перемешивание и способность смеси к формованию. Не стоит добавлять в раствор много глины, не забывайте, что она останется в вашем котле в виде золы.

Смесью наполняется специальная форма, потом она кладется под пресс. После прессования готовый брикет аккуратно вынимается и раскладывается сушиться на солнце. Увидеть операцию прессования можно на видео:

Преимущества биодизельного топлива

Самое главное преимущество – использование в качестве исходного сырья возобновляемых ресурсов, что в перспективе может обеспечить энергетическую безопасность всего мира. Несмотря на бурный рост популярности транспортных средств на электрической тяге, двигатель внутреннего сгорания еще очень долго будет играть решающую роль в мировой экономике. Да вряд ли крупные океанские корабли даже в отдаленной перспективе смогут быть переведены на электрическую тягу. Потенциальными производителями биодизельного топлива в нашей стране являются фермерские хозяйства и колхозы. Ведь обеспеченность топливо данных субъектов – чрезвычайно острый вопрос в преддверии посевных кампаний. Если оснастить хозяйства необходимым технологическим оборудованием и предоставить специалистов, то они вполне могли бы выйти на самообеспечение топливом. Это мероприятие положительно сказалось бы на динамике роста цен. В результате этого комплекса мер существенно возрастет конкурентоспособность предприятия.

Немаловажной особенностью биодизельного топлива является то, что оно производится из Причем взращивание этих культур не истощает землю, а положительно сказывается на ее плодородности. Так, для производства топлива могут использоваться арахисовое, рапсовое, горчичное, рапсовое, соевое и другие масла

Появляются сообщения о попытках производства биодизеля из животных жиров. Только вот пока не совсем понятно, насколько это экономически целесообразно.

Что такое биотопливо

Энергия, скрывающаяся в растительной массе, является практически неиссякаемой, ведь ее источником служит наше солнце. Растения умеют использовать энергию солнца, перерабатывая ее для своего роста. В свою очередь, животные и птицы получают энергию, питаясь биомассой, при этом производят продукты жизнедеятельности. По определению, биотопливо — это горючее, получаемое из сырья растительного или животного происхождения, а также отходов жизнедеятельности и различных производств, связанных с обработкой биомассы.

Современные технологии позволяют получать биотопливо в трех видах: твердом, жидком и газообразном. Твердое горючее мы встречаем в жизни наиболее часто в виде пеллет и различных брикетов, получаемых методом прессования. Жидкое топливо – биодизель – в странах постсоветского пространства пока еще редкость, это обусловлено наличием большого количества ископаемых углеводородов по приемлемой цене. В то время как получать жидкое биотопливо из растительного масла достаточно дорого и технологически сложно.

Производство горючего биогаза гораздо проще и дешевле, вследствие чего набирает все большую популярность. Владельцы животноводческих и птицеферм все чаще задумываются о приобретении биогазовой установки, ведь в их распоряжении имеется огромное количество помета и навоза, что как нельзя лучше подходят для этой цели.

Перечислять здесь все виды растительного сырья для переработки в топливо, его источники и технологию производства нет смысла. Нас интересуют только те виды биотоплива, которые можно успешно получать в домашних условиях, не вкладывая больших денежных средств. Вот они:

• биогаз, извлекаемый из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птицы;
• брикеты из различных отходов растительного происхождения;
• древесный уголь.

Конечно, если очень постараться, то можно самостоятельно изготовить и пеллеты, и экодизель, и даже экобензин. Подобными вещами люди занимаются в качестве хобби, затрачивая на это годы своей жизни и зачастую немалые средства. Для широкого круга пользователей такие непростые технологии малодоступны, а потому рассматривать их мы не будем.

Тенденции развития мирового рынка биотоплива

Движущими факторами для распространения биотоплива являются угрозы, связанные с энергетической безопасностью, изменением климата и экономическим спадом. Распространение производства биотоплива по всему миру нацелено на увеличение доли потребления экологически чистого топлива, особенно на транспорте; снижение зависимости от импортируемой нефти для многих стран; снижение выбросов парниковых газов; развитие экономики. Биотопливо является альтернативой традиционным видам топлива, получаемым из нефти. Мировыми центрами производства биотоплива в 2014 являются США, Бразилия и Европейский Союз. Самый распространённый вид биотоплива – биоэтанол, его доля составляет 82% всего производимого в мире топлива из биологического сырья. Ведущими его производителями являются США и Бразилия. На 2-м месте находится биодизель. В Европейском Союзе сосредоточено 49% производства биодизеля. В долгосрочной перспективе постоянно растущий спрос на биотопливо со стороны наземного, воздушного и морского транспорта может сильно изменить сложившуюся ситуацию на мировом рынке энергоносителей. Использование сельскохозяйственного сырья для производства жидкого биотоплива и рост объёмов его производства обусловили спрос на сельскохозяйственную продукцию, что повлияло на цены продовольственных культур, используемых при производстве биотоплива. Объём производства биотоплива второго поколения продолжает расти, и к 2017 мировое производство биотоплива второго поколения должно составить 10 млрд. литров. Мировое производство биотоплива к 2017 должно увеличиться на 25% и составить ок. 140 млрд. литров. В Европейском Союзе основная часть производства биотоплива приходится на биодизель, производимый из семян масличных культур (рапса). По прогнозам, в странах Евросоюза будет расширяться производство биоэтанола из пшеницы и кукурузы, а также сахарной свёклы. В Бразилии, как ожидается, производство биоэтанола будет продолжать расти ускоренными темпами и достигнет к 2017 примерно 41 млрд. литров. В целом производство биоэтанола и биодизеля, согласно прогнозу, к 2017 будет возрастать быстрыми темпами и составит 125 и 25 млрд. литров соответственно. Начался быстрый рост производства биотоплива в Азии. По данным на 2014, Китай находится на третьем месте по производству биоэтанола, и ожидается, что это производство будет расти в течение следующих десяти лет более чем на 4% в год. В Индии производство биоэтанола из мелассы, согласно прогнозам, будет увеличиваться более чем на 7% в год. При этом расширяется производство биодизеля из новых культур, таких как ятрофа.

По прогнозам Мирового энергетического агентства (МЭА), нехватка нефти в 2025 будет оцениваться в 14%. По данным МЭА, если даже общий объём производства биотоплива (в том числе биоэтанола и биодизеля) к 2021 составит 220 млрд. литров, то его производство покроет лишь 7% мировой потребности в топливе. Темпы роста производства биотоплива намного отстают от темпов роста потребности в них. Происходит это из-за наличия дешёвого сырья и недостаточного финансирования. Массовое коммерческое использование биотоплива будет определяться достижением ценового равновесия с традиционными видами топлива, получаемыми из нефти. По прогнозам учёных, доля возобновляемых источников энергии к 2040 достигнет 47,7%, а биомассы – 23,8%.

При существующем уровне развития технологий производство биотоплива будет составлять небольшую часть глобальных поставок энергии, цены на энергию будут оказывать влияние на стоимость сельскохозяйственного сырья. Биотопливо может по-разному воздействовать на продовольственную безопасность – рост цен на сырьевые товары, обусловленный производством биотоплива, может нанести ущерб импортёрам продовольствия, с другой стороны, стимулировать внутреннее сельскохозяйственное производство мелкими фермерскими хозяйствами.

Что собой представляет биогаз

Биогаз – это общее название смеси большого количества органических летучих соединений, которые обладают высокой горючестью. Он способен образовываться в анаэробной среде в процессе разложения любой органики. Главные условия – отсутствие кислорода и высокая влажность. Сырьем для получения биогаза может стать любой органический субстрат: навоз, ботва от растений, трава, опилки, отходы деревообрабатывающего производства, солома и даже бытовые отходы. Все это можно с успехом использовать для обогрева не только теплиц и хозяйственных помещений, но и целых домов.

Запасы органики в мире и выход биогаза из некоторых субстратов

Главным образом любой биогаз состоит из метана, углекислого газа и примесей иных газообразных веществ, таких как сероводород. Чем меньше в нем содержится углекислого газа, тем выше качество продукта. Ведь углекислота не является горючим газом. Во многих случаях переработка одного килограмма органики дает целых 500 гр. биотоплива. Это очень высокий показатель, который редко встречается в других сферах.

Основные технологии производства биотоплива

Биотопливо из опилок или спирт как он есть

Биотопливо подобного типа наиболее известно, и по-видимому, это один из первых вариантов горючего, которое потреблял двигатель. Среди различных его видов стоит отметить биоэтанол, биометанол и биобутанол.

1.Этанол или обычный спирт достаточно хорошо известен в истории автомобилестроения. Достаточно сказать, что в свое время Генри Форд организовывал строительство заводов по производству спирта, предназначенного на роль топлива. Сейчас его изготовление широко развернуто в Бразилии, по оценкам экспертов, сорок процентов автотранспорта этой страны используют этанол в чистом виде, шестьдесят процентов – в смеси с бензином.

Из чего сегодня делают этанол? Чаще всего сырьем служит сельскохозяйственная продукция, в той же Бразилии, чтобы сделать биоэтанол, применяют сахарный тростник, солому, древесные отходы и другое аналогичное сырье. Из опилок на гидролизном производстве так же можно получить этанол

Чем же он так хорош, что это вызывает его всеобщее использование?
Здесь надо обратить внимание на:

1. детонационную стойкость;
2. теплоту сгорания;
3. теплоту испарения.

Из чего бы ни пришлось сделать подобное биотопливо, из опилок или тростника, ему свойственны антидетонационные свойства, они выше, чем у обычного бензина. Благодаря этому можно повысить мощность, двигатель, работающий на этаноле, допускает увеличение степени сжатия. Теплота сгорания спиртовоздушной смеси незначительно отличается от характеристик традиционной топливовоздушной смеси, а за счет хорошей испаряемости спирта обеспечивается лучшее наполнение цилиндров и полное ее сгорание.

Из недостатков этанола стоит отметить его повышенную агрессивность по отношению к некоторым цветным металлам, пластмассам и резине, вследствие чего может возникнуть необходимость частично дорабатывать двигатель. Однако самым главным минусом такого горючего является его гигроскопичность, оно сильно поглощает воду, а затем смесь расслаивается в баке, в результате чего он окажется заполнен в основном водой. Одним из методов борьбы с этим является использование смесей спирта и бензина, до десяти процентов этанола, добавленного в обычный бензин, только улучшают его характеристики.

Дополнительно стоит отметить, что производство биоэтанола как топлива, хоть из тех же самых опилок, отличается от производства питьевого спирта. Топливный спирт не пригоден для питья, он имеет явно выраженный сивушный запах и повышенное содержание метанола.

2.Метанол, или метиловый спирт, при всех своих достоинствах ядовит. Хотя его можно сделать из отходов, из тех же самых опилок, обычно биометанол не используют в качестве горючего.
3.Биобутанол. Как биотопливо для автомобилей подходит даже в большей степени, чем биоэтанол. Может изготавливаться из биомассы, опилок, и при этом ничем не отличаться от бутанола, полученного по традиционной технологии.

Среди его достоинств необходимо отметить:

• большую энергетическую ценность;
• меньшую агрессивность;
• возможность смешиваться с бензином;
• возможность прямой и полной замены бензина без переделки автомобиля.

Рассматривая спирт как замену бензину, стоит отметить, что плюсы и минусы биотоплива подобного типа достаточно очевидны, и все недостатки при необходимости могут быть успешно устранены. Однако в настоящее время такое биотопливо чаще всего применяется в смеси с обычным бензином, хотя технологии его получения, например из опилок, позволяют полностью реализовывать используемую биомассу и исключить нефть из употребления.

Как сделать своими руками

Человек в повседневной жизни периодически пользуется биотопливом, это с полной уверенностью можно отнести к твердым видам топлива – дрова, опилки, солома и т. д. Для изготовления топливных брикетов не нужно специальных приспособлений и механизмов, это может сделать каждый, у кого есть продукты переработки дерева и желание.

Более сложный процесс, это получение биотоплива из навоза, являющимся продуктом жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. В этом случае получается биогаз, который можно использовать для сжигания, тем самым нагревать воду в системах горячего водоснабжения или теплоноситель, в системах обогрева зданий и сооружений.

Вначале следует определиться с местом, где будет располагаться установка. Выбранный участок должен быть удален от жилых строений, дабы не создавать неудобства запахами, выделяющимися в процессе брожения биомассы.

На выбранном участке выкапывается яма, в которой делается гидроизоляция и сооружается емкость накопитель. Емкость может быть из железобетонных колец с герметизацией стыков, кирпичной с оклейкой гидроизоляцией, металлической. В верхней части устраивается люк и крышка. Монтируются трубопроводы для отвода образовавшегося газа.

В построенную емкость загружается навоз, картофельная ботва и прочие растительные отходы, после чего все заливается водой. В емкости начнется процесс брожения, и как следствие, начнет выделяться биогаз.

В состав получаемого таким образом газа будет входить — метан, углекислый газ и примеси других газов.

С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.

Критерии состава навозной массы

Загружаемую массу навоза внутрь биореактора не следует рассматривать просто как сырьё, подходящее в любом качестве. Составляющая субстанции имеет принципиальное значение для процесса брожения. На практике отмечено, что уменьшение частичек субстрата сопровождается лучшей эффективностью процесса.

Выраженная волокнистость субстрата и увеличение площади взаимодействия бактерий – вот главные критерии, способствующие скорому разложению навозной массы. В таком состоянии навозное сырьё при подогреве и перемешивании не образует осадка или плёнки на поверхности, что существенно упрощает фильтрацию газовой смеси.

Подготовка навозной массы под загрузку в реактор

Этой процедуре уделяют не меньшее внимание, чем всему остальному, если есть желание получить значительный объём биотоплива за короткий отрезок времени

. Степенью измельчения сырья определяется длительность брожения, что в свою очередь оказывает влияние на объём получаемого газа

Таким образом, для уменьшения времени брожения необходимо хорошо измельчать сырьё: чем лучше качество измельчения, тем меньше период брожения.

Степенью измельчения сырья определяется длительность брожения, что в свою очередь оказывает влияние на объём получаемого газа. Таким образом, для уменьшения времени брожения необходимо хорошо измельчать сырьё: чем лучше качество измельчения, тем меньше период брожения.

Получение древесного угля

Древесные угли представляют интерес для домовладельцев как топливо, используемое в домашних мангалах и барбекю. Не секрет, что покупать подобный уголь в магазине достаточно дорого, в то время как дома его можно выжечь бесплатно, только затратив свое время. Кстати говоря, сжигать его в твердотопливных котлах или печах бессмысленно, гораздо проще заложить в топку обычные дрова.

Выжигают уголь из древесины 2 способами:

• в бочках;
• в ямах.

Для первого способа требуется обычная стальная бочка на 200 л и бытовой пылесос. Последний послужит для нагнетания воздуха, поэтому в нижней части бочки должен быть врезан патрубок для его подключения. На дне емкости разводят огонь, затем заполняют ее дровами до половины и включают пылесос. Затем древесины накладывают доверху, закрывают ее крышкой и замазывают глиной. Когда все прогорит и бочка остынет, производится сортировка с целью отделить древесные угли от золы.

Похожим образом древесина обжигается в яме. Последняя выкапывается 0.8 м  в диаметре и не более 0.6 м в глубину. Дно ямы утрамбовывается, после чего в ней разводят костер и послойно накладывают дрова длиной до 30 см. Наполнение происходит по мере обжигания предыдущего слоя, процесс длится около 3 часов. В конце яма накрывается ветками и мхом, а сверху присыпается землей. Через 2 дня покрытие можно снимать и выбирать угли.

Изготавливаем топливо для биокаминов

Основой для жидкого биотоплива становятся всевозможные масла органического происхождения. В них добавляются различные спиртосодержащие вещества, а для получения биодизеля еще и щелочи. Это достаточно сложный процесс. В домашних условиях проще всего изготовить жидкое биотопливо, предназначенное для камина. Так называемые биоустановки внешне совершенно не отличаются от традиционных приборов. Однако в них сгорает не древесина, а биотопливо, что гарантирует отсутствие угарного газа, копоти, сажи и золы.

Биокамины радуют своих владельцев экологической чистотой и удобством, ведь колоть дрова и чистить от золы такой прибор нет необходимости. При горении биотопливо разлагается на углекислый газ и воду, абсолютно безопасные для человека. При этом пламя лишено характерной желто-оранжевой окраски и выглядит бесцветным. Это существенно портит внешний вид камина, придавая ему неестественный вид. Поэтому в биотопливо обязательно добавляются специальные присадки, окрашивающие пламя.

Для изготовления такого топлива понадобится 96% этанол. Его можно приобрести в аптеке. В качестве окрашивающей пламя присадки можно взять бензин с высокой степенью очистки. Подойдет как качественный бытовой марки Б-70, так и фирменный для заправки зажигалок. Внешне такой бензин должен быть совершенно прозрачным, резкий специфический запах должен отсутствовать. На один литр спирта берется 50-100 г бензина. Полученная смесь очень хорошо перемешивается.

Экокамины — отличная замена традиционным приборам. Для их работы используется экологически чистое и безопасное биотопливо, которое можно изготовить самостоятельно

Нужно учитывать, что состав с течением времени расслоится, поэтому хранить его нежелательно. Лучше всего смешивать ингредиенты непосредственно перед заправкой камина. Полученный состав может использоваться в помещениях без вытяжек и дымоходов, однако проветривание, тем не менее, обязательно. В среднем, на час работы экокамина потребуется порядка 400-500 мл самодельного биотоплива. Кроме того, такой же состав можно использовать и в традиционных «керосинках». В результате получаем отлично светящуюся лампу без копоти, неприятных запахов и нагара.

Непривычные, экзотические и забытые виды биотоплива

Здесь стоит коснуться древесины, которая может выступать как биотопливо. В первую очередь надо упомянуть скипидарно-спиртовую смесь, которая ещё в 1826 году использовалась в роли топлива. А ведь скипидар получают при пиролизе древесины. Есть отдельные упоминания, что при так называемом «быстром» высокотемпературном пиролизе сконденсирована жидкость, по своим характеристикам алогичная нефти.

Стоит вспомнить и прямое применение древесины как горючего для моторов. При сгорании древесины образуется окись углерода, которая и служит в качестве топлива. Во время Второй Мировой, Германией достаточно широко использовались машины с такими моторами, в том числе и легковые. В Советском Союзе так же были созданы газогенераторные автомобили, ЗИС 21, ЗИС 13, а также ГАЗ 42.

Работали они на обычных дровяных чурочках. Правда, при замене бензина на газ мощность двигателя падала, скорость движения и грузоподъемность тоже, а одной заправки газогенераторной установки хватало на девяносто километров пробега, но в условиях военного времени при дефиците других видов топлива и в удаленных местах такие автомобили успешно работали. И даже в Москве в военное время ходили автобусы, оснащенные газогенераторными установками.

Несмотря на всеобщее распространение бензина и солярки в качестве топлива для ДВС, постоянно идут поиски альтернативных источников получения горючего. И уже существует несколько самых разных видов биотоплива, способного обеспечить работу ДВС в любых условиях.

Биодизель в домашних условиях

Создать биодизель в домашних условиях возможно, хотя и достаточно трудно. Это может быть простым экспериментом либо же попыткой обеспечить себя недорогим топливом самостоятельно. Стоит лишь помнить, что работа ведется с метанолом и щелочью, что крайне опасно для здоровья. Поэтому необходимо соблюдать технику безопасности и использовать защитные средства.

Создание биодизеля заключается в следующих этапах:

1. Очистка масла.
2. Добавление щелочи.
3. Трансэтерификация.
4. Удаление глицерина.

Для производства биодизеля используется любое масло, а также щелочь (рекомендуется гидроксид калия или натрия). При готовке нужно использовать катализатор для старта процесса, в роли которого подойдет метанол.

Важно! Если применяется отработанное масло, то нужно устранить примеси посредством фильтрации.

Перед началом необходимо удалить всю воду из жидкости. Для этого нужно нагреть ее до 120°C, чтобы та выкипела. В процессе масло будет создавать брызги, поэтому важно проводить испарение в полупустом контейнере на расстоянии от огня.

Далее к маслу добавляется щелочь и этанол. Доля щелочи зависит от массы рабочего тела и составляет 1%. Так на литр растительного масла приходится около 3,5 грамм щелочи. В процессе этого проводится титрование, в котором определяется количество жирных кислот и необходимая доля щелочи.

Далее проводится трансэтерификация. В процессе этого смесь разогревается до 70°C, что необходимо для ускорения реакции. Допускается разогрев до 80°C, что существенно повышает скорость протекания реакции, но небезопасно для окружающих. Важно закрыть емкость для уменьшения испарения спирта, но обеспечить стравливание давления во избежание взрыва.

В результате сверху плавает биодизель, а под ним размещен глицерин. Различить их просто, ведь из-за разной плотности между ними имеется четкая грань. Глицерин куда темнее топлива и твердеет при температуре ниже 38°C. Удалить его можно дополнительным шлангом.

Полученное топливо не идеально чистое, оно содержит в себе растворенные остатки мыла, возникшие в процессе реакции. В оптимальных условиях при полном испарении воды мыло не возникает, но при самостоятельном приготовлении такая проблема регулярная. Устранить остатки можно несколькими способами, но наиболее эффективный — отстаивание полученного биодизеля. Достаточно оставить топливо на неделю, после чего все примеси опустятся на дно.

Проверить качество получившегося биодизеля можно посредством простого теста кислотности. Необходимо опустить лакмусовую бумажку в жидкость и определить состояние среды. Идеальным показателем является нейтральная кислотность в 7,0.

Производство посредством установок

Если выбирать биодизель как постоянное топливо для своего автомобиля, то для экономии и упрощения процесса производства можно приобрести специальную установку. Она позволяет создавать этот продукт в домашних условиях, максимально приближая их к промышленным. Такой вариант оптимален для длительной экономии, ведь производство топлива без соответствующего оборудования затруднительно, а стоимость решения невысока.

Полученный из таких установок биодизель имеет гораздо лучшие характеристики и чистоту, нежели произведенный в «кустарных» условиях. Он содержит меньшую долю воды, благодаря чему снижается вред двигателю в процессе эксплуатации. Такие установки получают все большую распространенность, считаясь оптимальным выбором при отсутствии доступа к биодизелю.

Здесь описывается производство топлива с отработанного масла и особенности этого процесса. Для лучшего понимания производства биодизеля и его особенностей рекомендуется посмотреть это видео:

• Чем отличается редукторный стартер от обычного
• Почему нет давления в системе охлаждения или оно избыточно
• Почему проскакивает бендикс стартера

Что такое биодизель

На первый взгляд, слово это вполне понятно, однако нельзя не обойтись без уточнения. Биодизелем называется метиловый эфир, который образуется в результате определённых химических реакций. В качестве источника используются растительные масла, а также животные жиры.

Нельзя не отметить того факта, что биодизель является экологически чистым топливом, так как он полностью распадается в течение месяца.

Использование устройства

Не менее интересной темой является и применение биодизеля. Следует отметить, что существует довольно большое количество способов использования этого топлива. Наиболее распространёнными из них являются:

• Замещение бензина. У такого метода использования этого топлива имеются существенные недостатки, которые связаны с тем, что оно обладает повышенной вязкостью, а это способно привести к появлению всевозможных отложений на кольцах, форсунках и поршнях. Кроме того, топливо не будет полностью сгорать.
• Смесь с дизельным топливом или керосином. Это направление использования биодизеля в смеси является одним из самых перспективных. Особенно активно используют такой вид топлива в США.

Твердое биотопливо

Дрова, как и столетия назад, продолжают использоваться для получения тепловой и электрической энергии. Примером крупнейшей в Европе электростанции, работающей на данной биомассе, является Австрийская ТЭЦ. Ее мощность — 66 МВт.

Не смотря на то, что в мире активно разрабатываются и финансируются проекты по созданию энергетических лесов, где выращивается древесная биомасса, все большее внимание привлекает к себе использование для получения биотоплива различных продуктов деревообрабатывающей промышленности. Такие предприятия уже достаточно хорошо развиты и активно поставляют на рынок свои продукты

К ним относятся топливные брикеты и топливные гранулы – пеллеты.

Для получения топливных брикетов различные биоотходы, такие как птичий помет и навоз, высушиваются и прессуются. Полученные брикеты используются для отопления жилых и производственных помещений.

Аналогично применяются и . Их вырабатывают из опилок, щепы, коры, некондиционной древесины, соломы, отходов сельского хозяйства (лузги подсолнечника, ореховой скорлупы). Для получения пеллет биомасса сначала измельчается в муку, затем поступает в сушилку, а из нее ─ в специальный пресс, где под действием давления и высокой температуры содержащийся в древесных отходах лигнин становится клейким. Он дает возможность получить на выходе готовые цилиндрики биотоплива. Отличительным качеством топливных гранул является их малая зольность — около 3 %.

Технология получения топливного торфа, используемого для отопления жилых домов, также проста. Непосредственно из места добычи сырье доставляется на торфоперерабатывающий завод, где торф очищается от посторонних включений (просеивается), высушивается и прессуется в брикеты.

Еще один вид биотоплива – древесная щепа – используется в Европе на крупных ТЭЦ мощностью от одного до нескольких мегаватт. Выработка древесной щепы производится непосредственно на лесозаготовках или на производстве при помощи специальных рубительных машин – шредеров. В качестве сырья обычно применяется тонкомерная древесина и остатки лесозаготовки – сучья, кора, пни и др.

Зеленые технологии. Биотопливо Видео

2.1.1. Биотопливо из навоза

Долгое время отходы сельскохозяйственной и пищевой промышленности использовались исключительно для производства удобрений, однако сегодня эти же отходы позволяют вырабатывать биологическое топливо. В качестве сырья для производства топлива можно использовать навоз скота и птиц, а также пивная дробина, отходы боен, послеспиртовая барда, канализационные стоки, свекольный жмых и так далее.

В результате переработки таких отходов получается газообразное биотопливо, которое получается в результате брожения. Полученный в итоге биогаз может быть использован для производства электроэнергии или в котельных, для отопления жилых домов. Кроме этого такое топливо используется в автомобилях.

Однако стоит отметить, что для получения газообразного биотоплива для автомобилей биогаз, полученный в результате брожения необходимо отчистить от СО2, после чего он преобразуется в метан.

2.2. Биотопливо второго поколения

Биотопливо второго поколения – это такой вид топлива, который производится из непищевого возобновляемого сырья, в отличие от этанола, метанола, биодизеля и так далее. В качестве сырья для производства биотоплива второго поколения может использоваться солома, водоросли, опилки и любая другая биомасса.

Огромный плюс данного типа топлива заключается в том, что оно изготавливается из продуктов, которые всегда доступны, и которые постоянно возобновляются. По мнению многих ученых именно биотопливо второго поколения сможет решить энергетический кризис.

2.2.1. Биотопливо из водорослей

На сегодняшний день ученые разработали специальную технологию получения биотоплива второго поколения из водорослей. Развитие этой технологии в дальнейшем произвести настоящую революцию в мире биотоплива, так как главное сырье (водоросли) не требуют особого ухода и не нуждаются в удобрениях (для роста требуется вода и солнечный свет). Более того, они растут в любой воде (грязной, чистой, соленой и пресной). Также водоросли способны помочь в чистке канализационных магистралей.

Еще один положительный момент производства биотоплива из водорослей заключается в том, что последние состоят из простых химических элементов, которые легко поддаются переработке и расщеплению. Таким образом, благодаря всем преимуществам технология производства биотоплива из водорослей имеет наибольший потенциал.

 

Жидкое биотопливо

Жидкое биотопливо становится все популярнее благодаря своей экологичности и безопасности. Основное применение находит в двигателях внутреннего сгорания. Этот вид топлива получают в результате переработки различного растительного сырья.

Различают основные виды жидкого биотоплива:

1. Биоэтанол
2. Биобутанол
3. Биометанол
4. Биодизель

Биоэтанол

Занимает лидирующую позицию в списке жидких биотоплив. Сфера его применения – обычные авто, также в последние годы он используется как биотопливо для домашних каминов. Биоэтанол в смеси с бензином как топливо обладает целым рядом преимуществ по сравнению с обычным бензином: он улучшает работу двигателя машины, увеличивает его мощность, не перегревает двигатель, не образует сажи, нагара и дыма.

Биоэтанол – отличная альтернатива для любителей каминов. Поскольку он не образует дыма, сажи и выделяет при горении малое количество углекислого газа. Может использоваться для отопления каминов даже в многоквартирных домах. При этом полностью отсутствуют потери тепла, как обычно бывает при эксплуатации обычных каминов с наличием дымоходной трубы.

Производится по технологии спиртового брожения из сырья, содержащего крахмал или сахар: кукуруза, зерновые, сахарный тростник, сахарная свекла. Экономически оправданным является получение этанола из сырья, содержащего целлюлозу.

Биобутанол

Как топливо для двигателей более предпочтителен, чем биоэтанол: он лучше смешивается с бензином, может использоваться и как отдельное топливо. Для его получения используют традиционные культуры: сахарный тростник, кукурузу, пшеницу, сахарную свеклу. Пока менее популярен, чем биоэтанол.

Биометанол

Технология его производства пока несовершенна и требует внедрения еще многих инновационных разработок. Предполагается получать его путем биохимического преобразования морского фитопланктона,  культивируемого в специальных водоемах. Но пока не удается наладить производство в промышленных масштабах. Сферы применения биометанола такие же, как и у обычного метанола. Это производство ряда веществ (формальдегида, метилметакрилата, метиламинов, уксусной кислоты и др.), в качестве растворителя и антифриза.

Биодизель

Используется в автомобильных двигателях как отдельно, так и в смеси с привычным дизельным топливом. Кроме отсутствия отрицательного воздействия биодизеля на окружающую среду, многочисленные исследования выделили и еще одно его преимущество. За счет содержания малого количества серы смазочные способности биодизеля лучше, что способствует продлению срока службы серийных двигателей. Сырьем для получения биодизеля могут быть как растения (хлопок, соя , рапс), так и жирные масла( пальмовое, рапсовое, кокосовое), водоросли.

О плюсах и минусах биодизеля

Основная масса достоинств этого вида горючего относится к снижению выбросов в окружающую среду. Если смотреть на вопрос глобально, то количество углекислого газа, образовавшегося при сгорании топлива, теоретически равняется тому объему, что потребили из воздуха масличные культуры. Можно считать, что выдерживается баланс, но только при сжигании биодизеля в котлах, их КПД довольно высок. А вот эффективность ДВС – всего 60%, там помимо углекислого образуется и угарный газ, загрязняющий атмосферу.

В составе топлива очень мало серы, из-за чего использование биодизеля наносит куда меньший вред окружающей среде. При попадании в воду горючее не загрязняет ее, а постепенно разлагается микроорганизмами. Ну и двигатель на растительной солярке работает лучше, ибо его цетановое число (51) выше, чем нефтяного топлива (42—45). Из минусов стоит отметить:

• более высокую стоимость по сравнению с традиционным горючим;
• невозможность длительного хранения, спустя 3 месяца начинается процесс его разложения;
• большие посевные площади для выращивания сырья.

При производстве своими руками образуются технологические отходы биодизеля в виде глицериновой фазы, которые невозможно переработать в домашних условиях. Да и само топливо, добытое дома, не сравнится по качеству с заводским и может создать много проблем во время эксплуатации ДВС. Поэтому умельцам, занимающимся этим делом, можно посоветовать как можно тщательнее фильтровать масло перед загрузкой в бак, это касается и конечного продукта.

Что это такое, и из чего делают биотопливо

Все ресурсы, которые есть на Земле, условно можно поделить на возобновляемые и не возобновляемые. Уголь, нефть, металл, в природе не восстанавливаются, а вот дрова, кукуруза, навоз могут быть получены вновь и вновь. Все, что растет или является отходами переработки такого сырья – источники возобновляемой энергии. Вот из этих биоресурсов люди ещё с давних пор получали нужное для своего существования, в том числе и биотопливо.

Биотопливо первого поколения

Однако и между собой отдельные его виды различаются, скажем так, по значимости источников сырья для биотоплива. Связано это с используемыми ресурсами. Например, чтобы получить биотопливо из рапса, его надо сначала вырастить, а уж потом отправить семена на переработку. Для выращивания такой культуры занимается посевная площадь, и фактически речь идет о выборе приоритетов – а чего мы хотим иметь, продукты питания или биотопливо. Кроме того, получение биомассы, идущей на производство биотоплива, связано с использованием специализированных удобрений, что наносит определённый вред земле и окружающей природе. Такой вид сырья относится к первому поколению.

Второе поколение

Однако биотопливо можно получить из иных источников, таких как отходы других производств. Его делают, например, из опилок, а также остатков стеблей, шелухи, остающейся после обработки зерновых, и многого другого. Все это дает так называемое биотопливо второго поколения, для которого не требуется специально выращивать сырье, а сделать его можно из отходов других производств.

Третье поколение

Следующим этапом развития стало биотопливо третьего поколения. Его источником являются водоросли. Существуют определённые их сорта, содержащие значительное количество растительных жиров, из которых можно сделать тот же самый биодизель. Конечно, чтобы получить биотопливо из водорослей, их надо выращивать, но для этого совсем не требуется занимать посевные площади. Водоросли могут расти в прудах, биореакторах, на морском дне или в специально устроенных заливах, т.е. занимают те участки земной поверхности и морского дна, которые не задействованы в производстве продуктов питания. Так что, биотопливо третьего поколения, хотя и находится еще в стадии отработки технологии производства, надо признать наиболее перспективным.

Виды биотоплива

Дрова используются с того момента, как человек освоил огонь

Самым первым биотопливом, использовавшимся людьми (хотя люди вряд ли знали само слово «биотопливо», когда только начинали использовать этот ресурс) были… обычные дрова.

Да, как ни парадоксально звучит, но одной из нынешних перспектив развития биоэнергетики является возврат к самым истокам. В свое время, от дров как массового вида топлива отказались по двум причинам:

• Во-первых, энергетическая ценность дров сравнительно невелика. При обычном сжигании в горении участвует только часть массы дров, остальное оседает в виде сажи. Это, помимо прочего, делает необходимым периодическую чистку топки нагревательного прибора, использующего дрова в качестве топлива. Первая причина отказа от дров во многом решается использованием принципа двухступенчатого сжигания или пиролиза.

В ходе первого этапа, твердое биотопливо (дрова, опилки, пеллеты и т.д.) сначала подвергаются термическом воздействию с малым доступом кислорода – пиролизу. В ходе пиролиза топливо выделяет горючий газ. Вторым этапом осуществляется обычное сжигание газа при достаточном притоке кислорода, обычно с принудительным нагнетанием.

Двухступенчатый пиролиз позволяет сжигать топливо практически полностью, извлекая из топлива максимум энергии, что также решало проблему чистки топки. А вот со вторым пунктом все гораздо сложнее.

• Во-вторых, дрова обладают длительным временем восполнения. Конечно, на восполнение древесины не нужно миллионов лет, но для динамичной современной энергетики 5-10 лет, которые требуются для превращения семени во взрослое дерево, все равно являются недопустимо длительным сроком. Поэтому поиски биотоплива, подходящего для промышленного использования, пришлось продолжить.

Способы изготовления своими руками

Существует множество вариантов производства биотоплива в домашних условиях. Эти варианты мы и рассмотрим.

Содержание:

• Биотопливо из навоза ↓
• Производство биогаза ↓
• Рапсовое биотопливо ↓
• Разновидности и преимущества ↓
• Жидкое биотопливо ↓
• Твердое ↓
• Газообразное топливо ↓
• Преимущества ↓
• Использование ↓
• Биотопливо для каминов ↓
• Биотопливо для парников ↓
• Биотопливо для автомобилей ↓
• ↓

Биотопливо из навоза

Биотопливо из навоза получается путем брожения органических отходов. Смесь помещается в специальный герметичный бункер на длительный срок. В результате испарения жидкости, выделяется газ, которым и можно воспользоваться при обогреве жилых помещений или для приготовления пищи и жидкое удобрение, которое является основой экологического земледелия.

Продукция, которая выращивается с использованием таких удобрений, является экологически чистой и ее продажная стоимость возрастает по сравнению с продуктами выращенными с использованием пестицидов и других химических удобрений.

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

• навоз;
• птичий помет;
• стоки туалета;
• пищевые отходы;
• растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.

Уголь для создания биогаза

Для создания биотоплива может пригодиться и древесный уголь, тот самый уголь, без которого нам не обойтись на природе при жарке овощей и шашлыка. Его можно приобрести в магазине, а можно и сделать самому.

Уголь в домашних условиях можно изготовить 2 способами:

Рассмотрим каждый способ по отдельности.  И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Для изготовления древесного угля в бочке вам понадобится, собственно говоря, бочка объемом 200 литров. Внизу бочки делаем штуцер для нагнетания кислорода. Затем в бочке разводим костер, постепенно добавляя поленья.

Когда бочка будет наполовину наполнена дровами, начинаем нагнетать кислород. Для этого, можно воспользоваться пылесосом. После этого, количество дыма уменьшится, а огонь будет гореть лучше. Когда поленья немного прогорят, необходимо закрыть бочку крышкой, а имеющиеся щели замазать мокрой глиной или землей. Ожидаем до полного остывания бочки и древесный уголь готов.

Для изготовления угля в яме нам необходимо выкопать яму, диаметр которой будет равен 0,8 м со скошенными стенками, и разжечь в ней костер. Но прежде, чем разжигать костер, возьмите достаточное количество поленьев, сушняка, веток деревьев из которых вы будете получать уголь.

Дрова в костер укладывайте плотно и постепенно по слоям, один за другим. Дождитесь полного выжигания дров (на это уйдет порядка 3 часов), далее накрывайте поленья мхом или сухими листьями, присыпьте землей и все хорошенько утрамбуйте. Спустя 2 дня уголь будет готов.

Рапсовое биотопливо

Из семян рапса поступивших в маслобойню получают масло и шрот. Далее, это масло поступает в специальную установку, где в результате различных химических реакций из рапсового масла получают метиловый эфир – биодизель.

Перед использованием, его необходимо профильтровать. Этот вид дизеля отличается лучшей воспламеняемостью по сравнению с обычным дизельным топливом.

В чем преимущества использования биологического топлива

Существует немало преимуществ у использования биогаза.

• Стоимость биогаза сегодня находится в паритете с бензином, но при этом его чистота гораздо выше, что дает неплохую экономию на техническом обслуживании отопительных котлов, которые работают на таком виде топлива.
• Нет никакой зависимости от наличия и стоимости нефтепродуктов.
• Источники получения биотоплива можно считать возобновляемыми в отличие от углеводородов. Ведь разложение биомассы будет происходить всегда, пока есть жизнь на Земле. Нефть, газ и уголь рано или поздно в недрах закончатся, ведь они образовывались миллионами лет в строго определенных условиях, которых сегодня на планете уже нет.
• Снижается общее количество вредных выбросов в атмосферу примерно на 65%.
• Возможность самостоятельной выработки. Нельзя своими руками добыть нефть и сделать из нее бензин, а вот биотопливо произвести при наличии определенных знаний сможет каждый. Причем, сырье для производства не придется долго искать.

Биотопливо доступный и неисчерпаемый ресурс

Биотопливо — это используемые для получения тепловой энергии вещества биологического или животного происхождения.

Для производства биотоплива подходят как возобновляемые природные ресурсы, так и отходы, образующиеся в результате деятельности деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и потребления человека.

В зависимости от целей и предназначения, биотопливо имеет различные агрегатные состояния: твёрдое, жидкое и газообразное.

Твёрдое

Твёрдое биотопливо на сегодняшний день держит пальму первенства как самый популярный вид альтернативного топлива.

Сырьём для производства твёрдого биотоплива служит биомасса, образующаяся из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, из соломы, опилок, щепы, хвои, листьев, а также сучки, ветки, кора, обрезки досок, бракованные части из дерева, навоз, торф и т. д. Биомассу прессуют в топливные гранулы (пеллеты) или брикетируют.

Энергетические леса, в состав которых входят быстрорастущие деревья и кустарниковые группы растений, позволяют поддерживать сырьевой баланс, обеспечивая производство биотоплива необходимым объёмом материала.

Быстрорастущие деревья сажают для использования их впоследствии в качестве сырья для производства биотоплива

Жидкое

В состав жидкого биотоплива входят спирты, эфиры, масла. Сырьём выступает та же биомасса, состоящая из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, сахарной свёклы и тростника, пшеницы, а также жмыха, выжимки, патоки и т.д.

Образование топлива происходит в результате спиртового брожения биологической массы с высоким содержанием крахмала и/или сахара, а также гидролизе. Образующийся в результате брожения раствор после очистки и дистилляции преобразуется в биоэтанол, биобутанол, биометанол, биодизель.

Простейшее устройство для анаэробного брожения

Газообразное

Газообразное биотопливо или биогаз образуется в результате анаэробного брожения (перепревания) органических веществ. Для производства биогаза используют метанообразующие, гидролизные или кислотообразующие бактерий.

Размещение экологически чистого производства

Наряду с общепринятой, используется и альтернативная классификация биотоплива по поколениям:

• к первому поколению относится биотопливо, производимое из биологического сырья посредством брожения;
• биотопливо второго поколения получают из неопасных отходов производства и потребления;
• к третьему поколению относится производство биотоплива из растительных жиров, содержащихся в водорослях.

Как производится дизельное биотопливо

Сырьем для этого вида топлива могут служить любые культуры, из которых получают большое количество растительного масла. Чаще всего это рапс и соя, их переработка дает максимальный выход сырья и, соответственно, конечного продукта в виде биодизеля.

В дело идут и животные жиры, являющиеся отходами мясокомбинатов, кожевенных заводов и других предприятий. Также годятся перегоревшие растительные масла из ресторанов и прочих заведений общественного питания.

Следует отметить, что биодизель из масла растительного и животного происхождения производится по относительно простой технологии. Основные этапы технологического процесса выглядят следующим образом:

• грубая и тонкая очистка сырья (масла) от мельчайших примесей;
• смешивание масла и метилового спирта с добавлением щелочного катализатора в реакторе. Пропорции сырья и метанола – 9 : 1, катализатором служит гидроксид натрия или калия;
• нагрев до 60 °С и перемешивание при этой температуре в течении примерно 2 часов. Этап носит название этерификации;
• полученная субстанция отстаивается в отдельной емкости и расслаивается на 2 вещества – глицериновая фракция и собственно биодизель;
• вещества разделяются в сепараторе, после чего горючее проходит термическую обработку с целью выпаривания из него воды.

Примечание. Глицериновая фаза – это еще не чистый глицерин, для его выделения субстанцию надо дополнительно переработать. Так что схема полного цикла выглядит куда сложнее:

Технологическое оборудование для производства биодизеля тоже не отличается высокой сложностью и представляет собой несколько емкостей, соединенных между собой трубопроводами, а также насосы – главный и несколько дозирующих. Поскольку на предприятиях все этапы автоматизированы, то реактор и другие резервуары оборудованы датчиками температуры и уровня, а насосами управляет контроллер. Все данные о протекающем процессе выводятся на дисплей оператора.

Поколения альтернативного горючего

Широкий ассортимент растительного сырья, используемого для биомассы, принято разделять на несколько поколений.

К первому поколению относятся сельскохозяйственные культуры, в которых содержится высокий процент крахмала, сахаров, жиров. Это такие популярные растения, как кукуруза, сахарная свекла, рапс, соя. Поскольку выращивание этих культур наносит ущерб климату, а их изъятие с рынка влияет на ценообразование продуктов, ученые пытаются заменить их на другие виды биомассы.

Из сельскохозяйственных растений, относящихся к первому поколению сырья, в настоящее время вырабатываются почти все виды современного жидкого топлива (биодизель, этанол)

В группу второго поколения биомассы входит древесина, трава, сельскохозяйственные отходы (скорлупа, шелуха). Получение биотоплива из такого сырья требует больших затрат, однако позволяет решить вопрос утилизации не пищевых остатков с одновременным производством горючих материалов.

Особенностью культур, входящих в эту разновидность, является присутствие в них лигнина и целлюлозы. Благодаря им биомассу можно сжигать и газифицировать, а также подвергать пиролизу, получая жидкое топливо. Главным недостатком биомассы второго поколения считается недостаточная отдача с единицы площади, из-за чего под такие культуры приходится отводить значительные земельные ресурсы.

Сырьем для производства биотоплива третьего поколения служат водоросли, которые выращиваются в промышленных масштабах, например, в открытых водоемах.

Наиболее перспективным вариантом считается биотопливо, получаемое из одноклеточных водорослей. Такие растения быстро набирают массу, при этом для их выращивания не требуется плодородных земель

Подобная практика имеет большие перспективы, однако в настоящее время такие технологии только разрабатываются. Ученые также ведут исследования по созданию методик, позволяющих получить биотопливо четвертого и даже пятого поколения.

Можно ли сделать биологическое топливо своими руками

Содержание

• 1 Можно ли сделать биологическое топливо своими руками
• 2 Биологическое топливо своими руками
• 3 Биологическое топливо получение дома

Опираясь на тот факт, что вскоре возникнет кризис-топливо, пришло время задуматься о поиске новых источников. Может именно эти источники, помогут нам спасти себя? Однако стоит задуматься, заменит ли что-нибудь нефть или газ? На сегодняшний день, предоставлены некие перспективные варианты. Среди данных вариантов рассматриваются солнечные, ветровые и другие виды энергетики.

Как утверждают ученые, можно эффективно использовать биотопливо. Данное средство можно произвести из разнообразного сырья. И он считается наиболее бюджетным вариантом. Сегодня в данной статье, мы рассмотрим вариант получения биотоплива из навоза. И это сделать можно самостоятельно.

Производство биогаза в домашних условиях

1. Выкапываем яму для резервуара. Стены резервуара могут быть из любого материла, главное, чтобы он был герметичным. Объем резервуара зависит от ваших нужд (из одного килограмма биологических отходов, выделяется пол килограмма биогаза).
2. Наполняем резервуар био мусором (растительные и животные отходы), заливаем водой и герметично закрываем крышкой (не забывая проделать канал, через который газ будет попадать в емкость для хранения.
3. Через металлическую трубу соединяем резервуар для брожения биомусора с емкостью для хранения.
4. Подсоединяем систему к газовому котлу для обогрева. Не забываем про регуляторы давления. Этот этап лучше доверить специалисту! Неправильная эксплуатация системы может привести к утечке газа и взрыву.

Как получить биогаз в домашних условиях

Биогазом называют смесь газов, которая получается в результате перепревания органики. При этом доступ воздуха к сырью должен быть прекращен. Исходным материалом для получения газообразного биотоплива может быть трава, различные отходы, ботва культурных растений или навоз. Основу биогаза составляют углекислый газ и метан. Удельная часть последнего может достигать 70%. К этой смеси в различных пропорциях примешаны другие газы, например, сероводород.

В среднем один килограмм органики дает порядка 500 г газа. На эффективность производства биогаза влияет несколько факторов. Наиболее важными из них считаются:

• Температура окружающей среды. Чем она выше, тем более интенсивно происходит процесс разложения органики и выделение биогаза. Не случайно первые установки, производящие биогаз, действовали в теплых регионах. Однако при достаточном утеплении установок и использовании в их работе горячей воды системы можно обустраивать и в областях с холодным климатом.
• Качество сырья. Оно должно достаточно легко разлагаться. При этом в его состав должно входить достаточное количество воды, без включений антибиотиков, моющих средств и других подобных им веществ, которые могут замедлить процесс ферментации.

Простейшее устройство для получения биогаза в домашних условиях выглядит таким образом. На участке выкапывается большая яма. Внутрь нее укладываются бетонные кольца. Таким образом, чтобы получилась герметичная емкость. Поверх нее устанавливается металлический купол. Из емкости на поверхность выводятся трубы для отвода биогаза. Яма заполняется органикой. Проверенный на практике рецепт органического материала: смешать 3-4 тонны растительных отходов и 1,5-2 тонны навоза. Все это заливается водой до получения смеси 60-70% влажности.

Биогаз — смесь газов полученных в результате перепревания органики без доступа кислорода. Его достаточно легко получить в домашних условиях. На снимке достаточно производительная установка по производству биогаза

Вот еще несколько вариантов смесей для получения биогаза:

• Коровий и конский навоз, смешанные в пропорциях 1:1.
• Конский навоз, перемешанный с соломой или торфом.
• Любой навоз с добавлением льняной костры в соотношении 7:3.
• Коровий навоз, перемешанный с опилками в пропорции 7:3.
• Конский навоз с добавлением любой листвы в соотношении 7:3.
• Любой навоз с добавлением домашних отходов в пропорции 4:6.

Подготовленное сырье укладывается в емкость. При помощи змеевика его прогревают до температуры порядка 35С. В таких условиях без доступа воздуха запускается процесс брожения, за счет которого происходит дальнейший нагрев смеси и выделение биогаза. Газ по трубопроводу отводится из резервуара и поступает в накопитель. Такое биотопливо может использоваться для отопления, приготовления еды и других хозяйственных нужд.

Установки для производства биогаза достаточно просты. На рисунке представлены схемы двух очень простых, но, тем не менее, эффективных систем

Как сделать биотопливо самостоятельно — твердое, газообразное, жидкое

Здесь вы узнаете:

Как сделать биотопливо самостоятельно, интересная задача. Биотопливо бывает твердое, жидкое и газообразное. Преимуществ у биотоплива множество, но самое главное, что отходы его не загрязняют окружающую среду.

Что такое биотопливо

Энергия, скрывающаяся в растительной массе, является практически неиссякаемой, ведь ее источником служит наше солнце. Растения умеют использовать энергию солнца, перерабатывая ее для своего роста. В свою очередь, животные и птицы получают энергию, питаясь биомассой, при этом производят продукты жизнедеятельности. По определению, биотопливо — это горючее, получаемое из сырья растительного или животного происхождения, а также отходов жизнедеятельности и различных производств, связанных с обработкой биомассы.

Современные технологии позволяют получать биотопливо в трех видах: твердом, жидком и газообразном. Твердое горючее мы встречаем в жизни наиболее часто в виде пеллет и различных брикетов, получаемых методом прессования. Жидкое топливо – биодизель – в странах постсоветского пространства пока еще редкость, это обусловлено наличием большого количества ископаемых углеводородов по приемлемой цене. В то время как получать жидкое биотопливо из растительного масла достаточно дорого и технологически сложно.

Производство горючего биогаза гораздо проще и дешевле, вследствие чего набирает все большую популярность. Владельцы животноводческих и птицеферм все чаще задумываются о приобретении биогазовой установки, ведь в их распоряжении имеется огромное количество помета и навоза, что как нельзя лучше подходят для этой цели.

Перечислять здесь все виды растительного сырья для переработки в топливо, его источники и технологию производства нет смысла. Нас интересуют только те виды биотоплива, которые можно успешно получать в домашних условиях, не вкладывая больших денежных средств. Вот они:

• биогаз, извлекаемый из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птицы;
• брикеты из различных отходов растительного происхождения;
• древесный уголь.

Конечно, если очень постараться, то можно самостоятельно изготовить и пеллеты, и экодизель, и даже экобензин. Подобными вещами люди занимаются в качестве хобби, затрачивая на это годы своей жизни и зачастую немалые средства. Для широкого круга пользователей такие непростые технологии малодоступны, а потому рассматривать их мы не будем.

Преимущества биотоплива

Всем известно, что любое изобретение — это хорошо забытое старое. Так вот биотопливо — далеко не открытие нашего времени, так как его умели производить еще в Древнем Китае. В качестве исходного материала в то время использовали ботву растений, траву, различные отходы и навоз. Преимуществ у такого сырья очень много, так что стоит ознакомиться с основными из них.

Невысокая стоимость

На современном рынке биотопливо по стоимости равно бензину. Но оно более чистое и производит минимум вредных выбросов. При использовании такого топлива можно существенно снизить затраты на техническое обслуживание тех агрегатов, где оно используется.

Возобновляемые источники

Ферментация навоза в устройстве

Как известно, бензин получают из нефти, которая относится к невозобновляемым ресурсам. И, несмотря на то, что запасов нефти хватит еще не на одно десятилетие или даже столетие, она в итоге рано или поздно закончится. В свою очередь, биотопливо изготавливается из такого сырья, как:

• навоз;
• отходы культурных и диких растений;
• сами растения в виде сои, рапса, кукурузы или тростника;
• древесина и прочее.

Все они имеют свойство постоянно возобновляться.

Сокращение выбросов

В период сжигания ископаемое топливо (каменный уголь, природный газ, торф) производит значительное количество углекислого газа, который ученые называют парниковым. Использование нефти и угля повышает температуру атмосферы, что является одной из причин так называемого глобального потепления. Чтобы значительно уменьшить парниковый эффект, следует использовать биотопливо.

Проведенные исследования показали, что биологическое топливо существенно снижает выбросы парниковых газов до 65%.

Как известно из школьного курса ботаники, при выращивании растений из атмосферы частично поглощается оксид углерода, и происходит выделение кислорода в атмосферу. Это делает применение биотоплива еще более привлекательным.

Биотопливо — доступный и неисчерпаемый ресурс

Биотопливо — это используемые для получения тепловой энергии вещества биологического или животного происхождения.

Для производства биотоплива подходят как возобновляемые природные ресурсы, так и отходы, образующиеся в результате деятельности деревообрабатывающей, целлюлозно-бумажной промышленности и потребления человека.

В зависимости от целей и предназначения, биотопливо имеет различные агрегатные состояния: твёрдое, жидкое и газообразное.

Твёрдое

Твёрдое биотопливо на сегодняшний день держит пальму первенства как самый популярный вид альтернативного топлива.

Сырьём для производства твёрдого биотоплива служит биомасса, образующаяся из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, из соломы, опилок, щепы, хвои, листьев, а также сучки, ветки, кора, обрезки досок, бракованные части из дерева, навоз, торф и т. д. Биомассу прессуют в топливные гранулы (пеллеты) или брикетируют.

Энергетические леса, в состав которых входят быстрорастущие деревья и кустарниковые группы растений, позволяют поддерживать сырьевой баланс, обеспечивая производство биотоплива необходимым объёмом материала.

Быстрорастущие деревья сажают для использования их впоследствии в качестве сырья для производства биотоплива

Жидкое

В состав жидкого биотоплива входят спирты, эфиры, масла. Сырьём выступает та же биомасса, состоящая из растительных остатков, стеблей и семян кукурузы, рапса, сахарной свёклы и тростника, пшеницы, а также жмыха, выжимки, патоки и т.д.

Образование топлива происходит в результате спиртового брожения биологической массы с высоким содержанием крахмала и/или сахара, а также гидролизе. Образующийся в результате брожения раствор после очистки и дистилляции преобразуется в биоэтанол, биобутанол, биометанол, биодизель.

Простейшее устройство для анаэробного брожения

Газообразное

Газообразное биотопливо или биогаз образуется в результате анаэробного брожения (перепревания) органических веществ. Для производства биогаза используют метанообразующие, гидролизные или кислотообразующие бактерий.

Размещение экологически чистого производства

Наряду с общепринятой, используется и альтернативная классификация биотоплива по поколениям:

• к первому поколению относится биотопливо, производимое из биологического сырья посредством брожения;
• биотопливо второго поколения получают из неопасных отходов производства и потребления;
• к третьему поколению относится производство биотоплива из растительных жиров, содержащихся в водорослях.

Способы изготовления своими руками

Существует множество вариантов производства биотоплива в домашних условиях. Эти варианты мы и рассмотрим.

Биотопливо из навоза

Биотопливо из навоза получается путем брожения органических отходов. Смесь помещается в специальный герметичный бункер на длительный срок. В результате испарения жидкости, выделяется газ, которым и можно воспользоваться при обогреве жилых помещений или для приготовления пищи и жидкое удобрение, которое является основой экологического земледелия.

Продукция, которая выращивается с использованием таких удобрений, является экологически чистой и ее продажная стоимость возрастает по сравнению с продуктами выращенными с использованием пестицидов и других химических удобрений.

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

• навоз;
• птичий помет;
• стоки туалета;
• пищевые отходы;
• растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.

Схемы самодельных биогазовых установок

Простейшая схема биогазовой установки — это герметичная емкость — биореактор, в который сливается подготовленная жижа. Соответственно есть люк загрузки навоза и люк выгрузки переработанного сырья.

Простейшая схема биогазовой установки без «наворотов»

Емкость заполняется субстратом не полностью: 10-15% объема должно оставаться свободным для сбора газа. В крышку бака встраивается труба для отведения газа. Так как в полученном газе содержится довольно большое количество водяных паров, гореть в таком виде он не будет. Потому необходимо его для осушения пропустить через гидрозатвор. В этом нехитром устройстве большая часть водяного пара сконденсируется, и газ уже будет хорошо гореть. Потом газ желательно очистить от негорючего сероводорода и только потом его можно подавать в газгольдер — емкость для сбора газа. А оттуда уже можно разводить к потребителям: подавать на котел или газовую печь.

Большие промышленные установки размещают на поверхности. И это, в принципе, понятно — слишком велики объемы земельных работ. Но в небольших хозяйствах чашу бункера закапывают в землю. Это во-первых, позволяет снизить затраты на поддержание требуемой температуры, а во-вторых, на частном подворье и так достаточно всяких устройств.

Емкость можно взять готовую, или в вырытом котловане сделать из кирпича, бетона и т.д. Но придется в этом случае позаботиться о герметичности и непроходимости воздуха: процесс анаэробный — без доступа воздуха, потому необходимо создать непроницаемую для кислорода прослойку. Сооружение получается многослойным и изготовление такого бункера длительный и затратный процесс. Потому дешевле и проще закопать готовую емкость. Раньше это обязательно были металлические бочки, часто из нержавейки. Сегодня с появлением на рынке емкостей из ПВХ можно использовать их. Они химически нейтральны, имеют низкую теплопроводность, длительный срок эксплуатации, и стоят в разы дешевле нержавеек.

Биореактор не обязательно закапывать. Это очень неплохой вариант, и обслуживать его удобно. Но зимой придется еще дополнительные меры по утеплению принимать. А газ отводится в специальные мешки-газгольдеры

Но описанная выше биогазовая установка будет иметь малую производительность. Для активизации процесса переработки необходимо активное перемешивание массы, находящейся в бункере. В противном случае на поверхности или в толще субстрата образуется корка, которая замедляет процесс разложения, газа на выходе получается меньше. Перемешивание проводится любым доступным способом. Например, таким, как продемонстрировано в видео. Привод при этом можно сделать любой.

Есть еще один способ перемешивания слоев, но не механический — барбитация: вырабатываемый газ под давлением подают в нижнюю часть емкости с навозом. Поднимаясь вверх, пузырьки газа будут разбивать корку. Так как подается все тот же биогаз, то никаких изменений условий переработки не будет. Также этот газ нельзя считать расходом — он снова попадет в газгольдер.

Как говорилось выше, для хорошей производительности необходима повышенная температура. Чтобы не особенно тратиться на поддержание этой температуры необходимо позаботиться об утеплении. Какого типа теплоизолятор выбирать, конечно, дело ваше, но сегодня самый оптимальный — пенополистирол. Он не боится воды, не поражается грибками и грызунами, имеет длительный срок эксплуатации и отличные показатели по теплоизоляции.

Для увеличения температуры субстрата подойдет любая технология обогрева. Важно добиться требуемой температуры. От этого зависит эффективность установки

Формы биореактора могут быть разные, но чаще всего встречается цилиндрическая. Она неидеальна с точки зрения сложности перемешивания субстрата, но используется чаще, потому что у людей накоплен большой опыт построения подобных емкостей. А если такой цилиндр разделить перегородкой, то можно использовать их как два отдельных резервуара, в которых процесс смещен по времени. При этом в перегородку можно встроить нагревательный элемент, таким образом решив проблему поддержания температуры сразу в двух камерах.

Если обычный цилиндр разделить вертикальной перегородкой, получить можно две камеры для переработки

В самом простом варианте самодельные биогазовые установки — это прямоугольной формы яма, стенки которой сделаны из бетона, а для герметичности обработаны слоем стеклопластика и полиэфирной смолы. Такая емкость снабжается крышкой. Она крайне неудобна в эксплуатации: трудно реализуется и подогрев, перемешивание и отведение сбродившей массы, добиться полной переработки и высокой эффективности невозможно.

Биогазовая установка своими руками: чертежи установки траншейного типа

Чуть лучше обстоит дело с траншейными биогазовыми установками переработки навоза. Они имеют скошенные края, что облегчает загрузку свежего навоза. Если сделать дно под уклоном, то в одну сторону самотеком будет смещаться сбродившая масса и отбирать ее будет проще. В таких установках нужно предусмотреть теплоизоляцию не только стен, но и крышки. Подобная биогазовая установка своими руками реализуется несложно. Но полной переработки и максимального количества газа в ней не добиться. Даже при условии подогрева.

С основными техническими вопросами разбирались, и вы теперь знаете несколько способов того, как построить установку для получения биогаза из навоза. Остались технологические нюансы.

Уголь для создания биогаза

Для создания биотоплива может пригодиться и древесный уголь, тот самый уголь, без которого нам не обойтись на природе при жарке овощей и шашлыка. Его можно приобрести в магазине, а можно и сделать самому.

Уголь в домашних условиях можно изготовить 2 способами:

• в бочке;
• в яме;

Рассмотрим каждый способ по отдельности.  И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Для изготовления древесного угля в бочке вам понадобится, собственно говоря, бочка объемом 200 литров. Внизу бочки делаем штуцер для нагнетания кислорода. Затем в бочке разводим костер, постепенно добавляя поленья.

Когда бочка будет наполовину наполнена дровами, начинаем нагнетать кислород. Для этого, можно воспользоваться пылесосом. После этого, количество дыма уменьшится, а огонь будет гореть лучше. Когда поленья немного прогорят, необходимо закрыть бочку крышкой, а имеющиеся щели замазать мокрой глиной или землей. Ожидаем до полного остывания бочки и древесный уголь готов.

Для изготовления угля в яме нам необходимо выкопать яму, диаметр которой будет равен 0,8 м со скошенными стенками, и разжечь в ней костер. Но прежде, чем разжигать костер, возьмите достаточное количество поленьев, сушняка, веток деревьев из которых вы будете получать уголь.

Дрова в костер укладывайте плотно и постепенно по слоям, один за другим. Дождитесь полного выжигания дров (на это уйдет порядка 3 часов), далее накрывайте поленья мхом или сухими листьями, присыпьте землей и все хорошенько утрамбуйте. Спустя 2 дня уголь будет готов.

Рапсовое биотопливо

Из семян рапса поступивших в маслобойню получают масло и шрот. Далее, это масло поступает в специальную установку, где в результате различных химических реакций из рапсового масла получают метиловый эфир – биодизель.

Перед использованием, его необходимо профильтровать. Этот вид дизеля отличается лучшей воспламеняемостью по сравнению с обычным дизельным топливом.

Жжение древесного угля

Когда говорим – древесный уголь, то сразу представляем себе отдых на природе, шашлыки, барбекю. Приятный дымок, мерцающие огоньки в шашлычнице! Однако применение древесного угля не ограничивается только приготовлением мяса, он необходим в кузнечном деле, литейных работах, медицине, для фильтрации питьевой воды и даже для изготовления пороха и для домашних нужд.

Кому приходилось иметь дело с древесным углем, знают, что его покупка стоит немалых денег, и они частенько задумываются о том, как можно его получить самостоятельно в домашних или полевых условиях, собственноручно – своими, очень умелыми руками. Действительно, это возможно! Причем есть два наиболее распространенных способа – производство данного биотоплива в яме или в металлической бочке.

Способ изготовления угля в яме

Обычно жжение угля проводят в лесу, что удобнее, чем в домашних условиях, но в связи с повсеместными пожарами в лесах, о месте и времени проведения работ нужно хорошо подумать.

Выбирается место рядом с большим запасом сушняка или поваленным деревом, причем такое, чтобы не повредить окружающую растительность. Для того чтобы получить два мешка угля достаточно выкопать яму глубиной 50 см и диаметром 75-80 см с немного скошенными стенками. Это также несложно выполнить своими руками.

На уплотненном дне ямы руками разводится небольшой костер из сухой бересты и мелких веток, и когда огонь хорошо разгорится, на него укладываются заготовленные дрова небольшого размера, примерно до 30 см длиной. Если выбирать ветки диаметром около 7 см, то с распилом можно вполне справиться своими силами, без помощника. Дрова укладываются плотно и постепенно, по мере обжига каждого слоя. Хорошо обгоревшие дрова можно поправить длинной палкой.

Для полного выжига в таких условиях достаточно 3-х часов. Затем угли укрываются мхом, сухими листьями или травой и засыпаются землей, которую плотно утрамбовывают. Чтобы уголь достаточно остыл, потребуется еще двое суток, после чего твердое биотопливо будет готово. По истечении этого времени с ямы снимается слой земли, уголь выгребается, просеивается и упаковывается в мешки.

Если новая закладка дров не делается, то яма засыпается таким образом, чтобы плодородный слой земли оказался на поверхности, все также укрывается листвой. Конечно такое производство угля требует некоторых материальных и физических затрат, однако это намного дешевле стоимости его покупки, да еще присутствует моральный аспект – все достигнуто своими стараниями и сделано собственными руками.

Способ изготовления угля в бочке на собственной территории

Для того, чтобы получить твердое биотопливо в домашних условиях, а именно древесный уголь, используется толстостенная металлическая бочка емкостью 200 литров. Внизу необходимо сделать штуцер для принудительного нагнетания воздуха бытовым пылесосом.

Точно так же, как и в яме, на дне бочки разводится небольшой костер, а затем постепенно добавляются небольшие чурки. Для более плотной укладки дров бочку можно периодически потряхивать. После подачи воздуха дрова будут менее дымить и хорошо охватятся пламенем. Подачу воздуха снизу нужно начинать только после наполнения бочки дровами примерно наполовину. Также периодически нужно поправлять угли шестом и не забывать о технике безопасности, работая в «горячих» условиях.

Для продолжения процесса жжения угля без доступа воздуха следует укрыть бочку крышкой и замазать все щели раствором земли с водой. Если нет «родной» крышки, то ее следует сделать из какого-либо куска железа.

Нужно учесть, что при таком методе работы в домашних, зачастую неприспособленных условиях, образуется какое-то количество брака и золы, но в разумных пределах. После окончательного остывания бочки ее переворачивают, а готовый уголь просеивают и фасуют. Вот такое производство, которое можно осилить своими руками.

С первого раза может и не получится качественный уголь, но терпение и труд – все перетрут! Главное, чтобы с соседями не поругаться из-за сильного задымления.

Твердое биотопливо — пеллеты

В последнее время очень много ходит различных слухов или даже своеобразных «легенд» о том, что одним из наиболее перспективных и высокорентабельных видов малого бизнеса может стать производство топливных пеллет – особого вида биологического топлива.  Давайте внимательнее глянем на достоинства твердого гранулированного топлива и на процесс его получения.

Для чего и как производят топливные пеллеты

Лесозаготовки, деревообрабатывающие предприятия, сельскохозяйственные комплексы, некоторые другие производственные линии обязательно выдают, помимо основной продукции, очень большое количество древесных или иных растительных отходов, которые, казалось бы, уже не имеют никакой практической ценности. Еще не та дано они попросту сжигались, выбрасывая дым атмосферу, или даже бесхозяйственно разлагались огромными «терриконами». Но ведь в них заложен огромный энергетический потенциал! Если эти отходы привести в состояние, удобное для использования в виде топлива, то, наряду с решением проблемы утилизации, можно ещё и прибыль получить! Именно на этих принципах и базируется производство твердого биотоплива – пеллет.

По сути – это спрессованные гранулы цилиндрической формы, имеющие диаметр от 4 ÷ 5 и до 9 ÷ 10 мм, и длину примерно 15 ÷ 50 мм. Такая форма выпуска очень удобна – гранулы легко фасуются в мешки, их несложно транспортировать, они отлично подходят для автоматической подачи топлива в твёрдотопливные котлы, например, с помощью шнекового загрузчика.

Пеллеты прессуются и из отходов натуральной древесины, и из коры, веток, хвои, сухих листьев и других побочных продуктов лесозаготовок. Получают их из соломы, лузги, жмыха, а в некоторых случаях сырьем служит даже куриный помет. На производстве пеллет пускают торф – именно в такой форме у него достигается максимальная теплоотдача при сгорании.

Безусловно, разное сырьедает и различные характеристики получаемых пеллет – по их энергоотдаче, зольности (количеству остающегося несгораемого компонента), влажности, плотности, цене. Чем выше качество, тем меньше хлопот с отопительными приборами, тем выше КПД системы отопления.

Некоторые пеллеты можно использовать не только в виде топлива, но и как удобрение или состав для мульчирования почвы. Тем не менее основное их предназначение, безусловно – топливо для котлов, и здесь у них немало выраженных преимуществ перед другими видами твердого топлива. Так, например, это абсолютно чистый вид топлива с точки зрения экологии. В процессе производства пеллет не используется никаких химических добавок или формовочных смесей.

По своей удельной калорийности (в объемном отношении) пеллеты оставляют позади все виды дров и угля. Хранение же такого топлива не требует больших площадей или создания каких-либо особых условий. В спрессованной древесине, в отличие от опилок, никогда не начинается процессов гниения или прения, так что риска самовоспламенения такого биотоплива нет.

Теперь к вопросу производства пеллет. По сути, весь цикл просто и понятно изображен на схеме (показано сельскохозяйственное сырье, но в равной мере это относится и к любым древесным отходам):

В первую очередь отходы проходят стадию дробления (обычно до размеров щепы до 50 мм длиной и 2 ÷ 3 мм толщиной). Затем следует процедура сушки – необходимо, чтобы остаточная влажность не превышала 12%. Если есть необходимость, то щепу дробят в еще более мелкую фракцию, доводя ее состояние почти до уровня древесной муки. Оптимальным считается, если размер частиц, поступающих на линию прессования пеллет, будет в пределах 4 мм.

Прежде чем сырьепопадет в грануляторы, его слегка пропаривают или кратковременно погружают в воду. И, наконец, на линии прессовки пеллет эта «древесная мука» продавливается через калибровочные отверстия специальной матрицы, имеющие конусную форму. Такая конфигурация каналов способствует максимальному сжатию измельченной древесины с, естественно, резким ее нагревом. При этом имеющееся в любой целлюлозосодержащей структуре вещество лигнин надежно «склеивает» все мельчайшие частицы, создавая очень плотную и прочную гранулу.

На выходе из матрицы полученные «колбаски» срезаются специальным ножом, что дает цилиндрические гранулы нужной длины. Они поступают в бункер, а оттуда – в приемник готовых пеллет. По сути, осталось только охладить готовые гранулы и расфасовать по мешкам.

Матрицы могут быть цилиндрическими или плоскими. Первые — более производительные, используются в основном в мощных промышленных установках. На небольших грануляторах, которые чаще используются в индивидуальном хозяйстве, обычно устанавливаются плоские.

Биотопливо в домашних условиях — мечта или реальная возможность?

Биотопливо в домашних условиях — современно, экологично, разумно

Наверняка, многие слышали, что биотопливо представляет собой альтернативный источник энергии.Производить его можно из самых разных видов органического материала — навоза, растительных отходов, сои, рапса и даже мусора. Основное достоинство биотоплива в том, что оно является экологически чистым, не усугубляет парниковый эффект и очень часто подходит в качестве заменителя природного газа, который наносит большой вред атмосфере. Учитывая это, каждый желающий в состоянии приготовить биотопливо в домашних условиях для своих нужд.

Практическое применение этого продукта — получение тепловой энергии, которая может использоваться для обогрева жилья, приготовления пищи, подогрева воды для хозяйственных нужд, что актуально для дачных домов и загородных коттеджей.

Варианты изготовления биотоплива

Многих сельских жителей или тех, кто имеет загородный дом, интересует вопрос, как создать биотопливо для обогрева и всего того, что требует электроэнергии. Вариантов несколько, поэтому каждый может выбрать тот, который ему подходит лучше всего.

Биотопливо из навоза

Навоз— наиболее востребованный сегодня вид биотоплива,которое можно получить в домашних условиях. Поэтому, если у вас имеется своя небольшая ферма, то имеет смысл приобрести и установить оборудование для производства биологического топлива, так как оно окупится за несколько лет.

Больше всего тепла можно получить, используя конский навоз. Но его проблематично достать, поэтому можно взять любой другой — овечий, коровий, кроличий и т. д. Как правило, для обогрева домов, теплиц или хозяйственных построек применяются следующие смеси биотоплива на основе навоза:

• конский навоз с соломой или торфом;
• смесь навоза и льняной костры в пропорции 7:3;
• смесь из навоза и домашнего мусора 4:6;
• смесь коровьего и конского навоза в пропорции 1:1;
• коровий навоз и древесные опилки в соотношении 7:3;
• смесь конского навоза и листвы в пропорции 7:3.

Технология изготовления биотоплива из навоза в домашних условиях основана на процессе брожения, который под воздействием тепла происходит в специальных герметичных бункерах. При этом выпаривается лишняя жидкость, и выделяется биогаз, который успешно можно применять для обогрева помещений и приготовления пищи.

Опыт получения биогаза

Один изобретатель, житель Липецкой области, сделал своими руками установку, позволяющую в домашних условиях без труда добывать биотопливо. Недостатка сырья у него не было, поскольку он держал скот.

Своим руками он вырыл яму, положил в нее бетонные кольца и накрыл металлической конструкцией в виде тяжелого купола, вес которого составлял примерно одну тонну. Из емкости была выведена труба. После чего яму заполнили органикой. Через 5 дней уже можно было готовить на полученном биотопливе еду для животных и отапливать хозяйственные постройки. Кроме того, биогаз можно подвести в дом для личных нужд.

Однако при использовании биогаза в котлах или газовых печах потребуется регулировка горелок. Это объясняется тем, что процентное содержание в биогазе метана меньше, чем в природном продукте. Поэтому необходимо обеспечить подачу кислорода для лучшего горения.

Для этой цели рекомендуется взять около 2 т навоза и 4 т растительных отходов и залить их водой до получения влажной смеси (70%). Полученная смесь укладывается в резервуар и нагревается до 35 градусов с использованием змеевика. В таких условиях без доступа воздуха смесь начинает бродить и нагреваться до более высокой температуры, что и станет причиной выделения газа. По специальным трубам он отводится из ямы и затем применяется по назначению.

Биотопливо из древесного угля

Древесно-березовый уголь

Использование древесного угля вовсе не ограничивается отдыхом на природе, жаркой шашлыков и барбекю. Данный природный материал может успешно применяться во многих сферах, например, в кузнечном деле, медицине, для производства пороха, качественной фильтрации питьевой воды, а также для различных домашних нужд.

Тот, кому приходилось сталкиваться с приобретением древесного угля, знают, что он стоит немалых денег. Чтобы минимизировать свои траты, можно приготовить сырье самостоятельно. Достаточно просто иметь умелые руки и некоторые знания. Для этих целей можно использовать один из двух методов.

Изготовление угля в яме

На хорошо уплотненное дно ямы укладывают сухую бересту и мелкие ветки, после чего разводят небольшой костер. Когда он хорошо разгорится, следует уложить заранее приготовленные дрова небольших размеров — около 30 сантиметров длиной. При этом они должны располагаться плотно и добавляться постепенно по мере обжига предыдущего слоя. Для полного выжига углей потребуется около 3-х часов.

После этого угли необходимо укрыть мхом, травой и сухими листьями, а также засыпать землей и плотно утрамбовать. После того как уголь хорошо остынет, на что потребуется 2 суток, твердое биотопливо будет готово. По истечении этого времени из ямы убирается земля, а уголь выгребается, просеивается и пакуется в мешки, чтобы использовать его в твердотопливных котлах или для приготовления пищи на костре.

Естественно, такое производство биотоплива потребует от вас как материальных, так и физических затрат. Но, во-первых, это будет намного дешевле приобретения готовой продукции. А, во-вторых, все созданное своими руками в домашних условиях доставит моральное удовлетворение.

Приготовления угля в бочке

Получение и применение древесного угля

Для того чтобы приготовить древесный уголь вторым доступным способом, необходимо приобрести толстостенную металлическую бочку емкостью 200 литров. Внизу бочки делается штуцер для принудительного нагнетания воздуха. Часто для этого используется пылесос.

На дне бочки разводится небольшой костер, в который постепенно добавляются чурки. Для того чтобы укладка была более плотной, бочку рекомендуется периодически встряхивать. Подачу воздуха нужно начинать сразу после того, как бочка наполовину своего объема заполнится дровами. После подачи воздуха поленья станут меньше дымить и хорошо начнут гореть. Через некоторое время для продолжения процесса жжения следует закрыть резервуар крышкой, заделать все щели при помощи смеси земли с водой или густого глиняного раствора.

При таком способе получения в домашних условиях биотоплива иногда образуется небольшое количество золы. Поэтому после полного остывания бочки ее необходимо перевернуть, а готовый уголь просеять и расфасовать в мешки.

Несмотря на некоторые моменты, кажущиеся сложными, изготовление биологического топлива своим руками — это реальная возможность. В приморских районах в качестве биотоплива используются водоросли. Низкая себестоимость и солидное содержание углерода в определенные периоды года, а также большое количество сырья, поставляемого океаном или морем, дает возможность рассматривать водоросли как важнейшее средство для производства биологического топлива.

Преимущества биотоплива

Всем известно, что любое изобретение — это хорошо забытое старое. Так вот биотопливо — далеко не открытие нашего времени, так как его умели производить еще в Древнем Китае. В качестве исходного материала в то время использовали ботву растений, траву, различные отходы и навоз. Преимуществ у такого сырья очень много, так что стоит ознакомиться с основными из них.

Невысокая стоимость

На современном рынке биотопливо по стоимости равно бензину. Но оно более чистое и производит минимум вредных выбросов. При использовании такого топлива можно существенно снизить затраты на техническое обслуживание тех агрегатов, где оно используется.

Возобновляемые источники

Ферментация навоза в устройстве

Как известно, бензин получают из нефти, которая относится к невозобновляемым ресурсам. И, несмотря на то, что запасов нефти хватит еще не на одно десятилетие или даже столетие, она в итоге рано или поздно закончится. В свою очередь, биотопливо изготавливается из такого сырья, как:

• навоз;
• отходы культурных и диких растений;
• сами растения в виде сои, рапса, кукурузы или тростника;
• древесина и прочее.

Все они имеют свойство постоянно возобновляться.

Сокращение выбросов

В период сжигания ископаемое топливо (каменный уголь, природный газ, торф) производит значительное количество углекислого газа, который ученые называют парниковым. Использование нефти и угля повышает температуру атмосферы, что является одной из причин так называемого глобального потепления. Чтобы значительно уменьшить парниковый эффект, следует использовать биотопливо.

Проведенные исследования показали, что биологическое топливо существенно снижает выбросы парниковых газов до 65%.

Как известно из школьного курса ботаники, при выращивании растений из атмосферы частично поглощается оксид углерода, и происходит выделение кислорода в атмосферу. Это делает применение биотоплива еще более привлекательным.

Снижение зависимости от импорта

Заправка с биотопливом

Учитывая, что далеко не каждая страна обладает запасами нефти, ее импорт «пробивает» солидную брешь в экономике государства. Поэтому, если большинство людей начнет склоняться к потреблению биотоплива, зависимость от импорта значительно снизится. Тем более что благодаря росту производства такого сырья будут создаваться новые рабочие места. А это положительно отразится на экономике стран.

Заключение

С учетом всех достоинств описанного сырья как альтернативного источника тепла и энергии производство биотоплива в условиях дома — это вполне обдуманный и правильный шаг, особенно для владельца фермы. Ознакомившись с литературой, просмотрев схемы создания резервуаров и методы приготовления биологического топлива, а также применив свое умение и труд, можно справиться с любой поставленной задачей.

Главное — использовать сырье, которое легко разлагается и содержит в своем составе значительное количество влаги. Кроме того, оно не должно быть отягощено различными примесями в виде моющих средств, так как они способны замедлить процесс ферментации.

инструкция как производить в домашних условиях. Применение и преимущество в современном мире!

Большая часть современных машин, установок, механизмов и систем, функционируют используя нефть, уголь или природный газ в качестве топлива. Но не стоит забывать, что их запасы быстро уменьшаются и со временем вообще иссякнут. Уже в наше время возникают военные конфликты за право обладания территориями, богатыми природными ресурсами. Поэтому все более актуальным становится поиск другого, «неиссякаемого» источника энергии.

Многие исследователи в области энергетики считают, что именно биотопливо в будущем заменит использование нефти и газа. Сама идея использования биологических отходов в качестве топлива появилась относительно недавно, но уже показала эффективность биотоплива, как источника энергии. Поэтому, на данный момент, исследователи придумывают все новые и новые способы добычи биологического топлива.

Краткое содержимое статьи:

Где применяется биотопливо?

Фактически биотопливо на 100% заменяет обычное топливо. Оно может использоваться для обогрева помещений (брикеты, пиллеты, биогаз), как горючее для автомобильных двигателей (биодизель), или как другой вид топлива. Правда в таком случае, необходима замена некоторых механизмов. Например, биодизель более вязкий чем обычная солярка.

Использование биодизеля в качестве горючего, требует установки двигателя способного работать с более вязким топливом. Другим решением будет использовать смесь из биодизеля и классического дизеля. Такое топливо воспринимают все дизельные двигатели

По какой технологии производится биотопливо?

Прежде всего, необходимо заметить, что бывает твердое, жидкое и газообразное биологическое топливо. Для производства твердого биотоплива (брикетов и пиллетов), используются растительные отходы сельского хозяйства (стебли подсолнухов, листья кукурузу, солому…), отходы деревообрабатывающей промышленности (щепки, опилки, кора…), и другие растительные отходы.

На первом этапе, сырье измельчается. Затем просушивается и прессуется в блоки (в форме цилиндра или параллелепипеда). Для производства жидкого биотоплива используют специальные технические культуры (чаще всего рапс).

Первоначально сырье отжимается для получения растительного масла. Затем протекает химическая реакция с одноатомными спиртами, в результате которой получается биодизель.

Для производства биогаза подходят практически любые отходы животного и растительного происхождения. Сырье помещается в герметичный резервуар и заливается водой. В процессе брожения выделяется газ с высоким содержанием метана.

Добыча биотоплива своими руками

Для получения биотоплива в домашних условиях, не нужно обладать специализированным образованием или вкладывать огромные суммы денег. В данном разделе, мы подскажем вам как самостоятельно произвести «домашнее» биотопливо всего за несколько шагов.

Твердые виды биотоплива

Находим поставщика сырья. Это может быть владелец лесопилки, у которого много остатков производства (стружка, щепки, опилки), или крупный фермер, который рад будет избавиться от стеблей и листьев растений. Главное обеспечить постоянный источник сырья для вашего производства.

Подготавливаем помещение для производства вдали от жилых помещений (производство довольно шумное), и сухое складское помещение. Закупаем оборудование (измельчитель сырья, сушилка и машину для прессовки и нарезки). Оно не дешевое! Но оно быстро окупится, если производить брикеты не только для собственных нужд, но и для продажи.

Находим потенциальных покупателей (соседи, знакомые или небольшие предприятия). Это поможет не только обеспечить обогрев вашего дома, но и получить хорошую материальную прибыль.

Жидкое топливо на биологической основе

Высаживаем большие площади рапса, подсолнечника или сои. Это необходимое для производства сырье.

Подготавливаем помещение для производства топлива (большое и хорошо вентилируемое) и место складирования. Закупаем оборудование. Пресс для отжима масла, емкости для хранения (не металлические!), фильтры для очистки масла от примесей. Также понадобится метанол и гидроксид натрия.

Будьте внимательны! Для производства качественного топлива необходимо соблюдать все пропорции при изготовлении.

Находим покупателей. Биодизельное топливо хорошо подходит для неприхотливых двигателей тракторов. Попробуйте заключить контракт с тракторной бригадой или крупным агропредприятием.

Производство биогаза в домашних условиях

1. Выкапываем яму для резервуара. Стены резервуара могут быть из любого материла, главное, чтобы он был герметичным. Объем резервуара зависит от ваших нужд (из одного килограмма биологических отходов, выделяется пол килограмма биогаза).
2. Наполняем резервуар био мусором (растительные и животные отходы), заливаем водой и герметично закрываем крышкой (не забывая проделать канал, через который газ будет попадать в емкость для хранения.
3. Через металлическую трубу соединяем резервуар для брожения биомусора с емкостью для хранения.
4. Подсоединяем систему к газовому котлу для обогрева. Не забываем про регуляторы давления. Этот этап лучше доверить специалисту! Неправильная эксплуатация системы может привести к утечке газа и взрыву.

Фото биотоплива

Видео о биотопливе

 

Сделайте топливо дома с помощью портативного самодельного нефтеперерабатывающего завода

Люди производили этанол дома задолго до появления автомобилей. Назвали это самогоном. Когда цены на газ взлетели до небес, и все беспокоятся о глобальном потеплении, калифорнийская компания делает ставку на то, что люди воспользуются возможностью использовать ту же технологию для превращения сахара в топливо по цене меньше доллара за галлон.

E-Fuel Corporation представила свой EFuel 100 MicroFueler, устройство размером примерно со штабелируемую стирально-сушильную машину, в котором сахар, дрожжи и вода используются для производства 100-процентного этанола одним нажатием кнопки.

«Вы просто открываете ее, как стиральную машину, и бросаете туда сахар, закрываете дверцу и нажимаете одну кнопку», — сказал нам основатель компании Том Куинн. «Через несколько дней у вас есть этанол».

Неужели это так просто?

По словам Куинна, это так. MicroFueler весит около 200 фунтов и подключается к источнику питания на 110 или 220 вольт и канализации, как стиральная машина. В качестве сырья он использует сахар-сырец (не рафинированный белый продукт) и запатентованную смесь дрожжей с замедленным высвобождением.Вы также можете использовать оставшуюся выпивку, если она у вас есть. Бросьте все это в резервуар для брожения, включите машину, и через семь дней у вас будет 35 галлонов этанола. MicroFueler имеет собственный насос и шланг, как и насос на вашей угловой заправке, поэтому вы можете легко заправить свой автомобиль.

«Это так просто, каждый может сделать собственное топливо», — говорит Куинн. По его словам, в зависимости от стоимости электроэнергии и воды MicroFueler может производить этанол менее чем за 1 доллар за галлон. Куинн сравнивает MicroFueler с персональным компьютером и говорит, что он вызовет такой же «сдвиг парадигмы».«

« Так же, как ПК принесет в дом настольные компьютеры, E-Fuel принесет домой заправочную станцию ​​», — говорит он.

Может быть. Может быть. «Вы верите, — говорит Дэниел Каммен, директор Лаборатории возобновляемых источников энергии в Калифорнийском университете в Беркли. — Для производства большого количества этанола обычно требуется много оборудования, — сказал он New York Times, — а контроль качества может быть неравномерным.

» Вам предстоит преодолеть множество препятствий.Вполне возможно, что они это сделали, но скептицизм — это достоинство », — говорит Каммен.

Куинн — не какой-то самогонщик, пытающийся быстро заработать на увлечении альтернативным топливом. Он давний предприниматель, запатентовавший технологию управления движением, которую Nintendo использует в Wii. Его партнером в предприятии E-Fuel является Флойд Баттерфилд, который занимается дистилляцией этанола более 25 лет и в 1982 году выиграл конкурс Департамента продовольствия и сельского хозяйства Калифорнии на лучший дизайн перегонного куба для этанола.

Они говорят, что преодолели многие препятствия на пути дешевого, простого и эффективного производства этанола в домашних условиях.Куинн говорит, что самым большим прорывом стал мембранный дистиллятор MicroFueler, в котором используется сверхтонкий фильтр для отделения воды от спирта при более низких температурах и за меньшее количество этапов, чем традиционные методы. По его словам, использование сахара в качестве сырья делает процесс практически без запаха, а сточные воды становятся настолько чистыми, что их можно пить. Это также позволяет избежать дебатов о еде в обмен на топливо, которые преследуют этанол на основе кукурузы, потому что мы находимся в эпицентре мирового переизбытка сахара.

Разрешение Бюро алкоголя, табака и огнестрельного оружия позволит вам производить этанол на законных основаниях, но использование 100-процентного этанола в вашем автомобиле является нарушением закона.- Нет проблем, — говорит Куинн. Смешайте его с бензином, чтобы получить E-85. Просто залейте в машину несколько галлонов бензина, затем поезжайте домой и долейте этанол. Куинн говорит, что при использовании этанола на основе сахара выбросы углерода будет примерно на 85 процентов меньше, чем при использовании бензина. Все готово, если у вас есть автомобиль с гибким топливом.

Вопрос о том, сэкономит ли вам много денег переход на домашний этанол, остается открытым. MicroFueler стоит 9 995 долларов, хотя федеральные налоговые льготы могут снизить цену до 6 998 долларов.Еще на 16 долларов вы купите достаточно дрожжей, чтобы произвести около 560 галлонов этанола, и вам придется заплатить за сахар и воду. Вам понадобится 4 галлона воды, чтобы приготовить 1 галлон этанола.

Сахар — это то место, где математика может сломаться — в настоящее время он продается в Соединенных Штатах по цене около 20 центов за фунт, и вам нужно от 10 до 14 фунтов этого сахара, чтобы сделать галлон этанола. Примите во внимание стоимость электричества и воды, и вы, возможно, не выйдете вперед. Но Куинн говорит, что изменения в Североамериканском соглашении о свободной торговле позволяют ввозить несъедобный или «этанольный» сахар из Мексики всего за 2 штуки.5 центов за фунт, и E-Fuel создает торговую сеть для продажи потребителям.

Та же самая дистрибьюторская сеть будет поставлять и устанавливать MicroFueler, когда E-Fuel начнет их поставки в конце года, говорит он.

Фото пользователя Flickr Streetwalker и E-Fuel Corp.

Производство биоэтанола — Производство биотоплива

Похоже, что биодизель в последнее время привлекает внимание прессы, оставляя биоэтанол в значительной степени необъяснимым и чувствуя себя несколько обделенным.Меня очень беспокоит отсутствие подробностей о биотаноле. Итак, после вопроса, который был размещен на нашем форуме, я решил посвятить страницу объяснению производства и использования биоэтанола.

Что такое биоэтанол
Основным топливом, используемым в качестве заменителя нефти, является биоэтанол. Биоэтанол в основном производится в процессе ферментации сахара, хотя его также можно получить в результате химического процесса реакции этилена с паром. Основным источником сахара, необходимого для производства этанола, являются топливные или энергетические культуры.Эти топливные культуры обычно выращиваются специально для использования энергии и включают кукурузу, кукурузу и пшеницу, отходы соломы, иву, опилки, тростниковую канарейку, кордовые травы, топинамбур, мискантус и сорго. Также продолжаются исследования и разработки по использованию твердых бытовых отходов для производства этанола.

Сегодня на Бразилию и Соединенные Штаты приходится более 70 процентов всего производства этанола в мире, при этом США производят около 6 500 миллионов галлонов в год

Преимущества биоэтанола

Цена
Цена на биоэтанол / бензин будет оставаться низкой за счет государственных субсидий и более низких налоговых ставок.Это показало, что это стимулирует использование более чистого топлива при условии, что общественный интерес достаточен для создания значительного рынка автомобилей, работающих на биоэтаноле и алкоголе с альтернативным топливом.

Окружающая среда
Биоэтанол производит только углекислый газ и воду в качестве отходов при сжигании, а углекислый газ, выделяемый во время ферментации и сгорания, равен количеству, удаляемому из атмосферы во время роста урожая.

Как используется биоэтанол / смеси биоэтанола
Этанол чаще всего используется в автомобилях, хотя он также используется для питания других транспортных средств, таких как тракторы, самолеты и лодки.Как и в случае с биодизелем, запуск старого двигателя может быть осуществлен при использовании в автомобилях топлива с высоким содержанием биоэтанола. Рынки ЕС приняли E85 (85 процентов этанола / 15 процентов бензина) в качестве максимальной смеси, которая будет использоваться, и это общий стандарт, по которому производители работают, заставляя свои автомобили работать на биоэтаноле или «гибком топливе». В некоторых более холодных климатических условиях рекомендуется использовать смесь E70.

Новый тип топлива SP95-E10 (Sans Plomb с октановым числом 95, этанол 10% = бессвинцовый октан 95, содержащий 10% этанола) теперь продается по всей Франции.

Это топливо подходит не для всех автомобилей, и перед его использованием вы должны проверить совместимость с производителем вашего автомобиля. В случае сомнений используйте стандартный неэтилированный бензин с октановым числом SP95 или SP98, который по-прежнему доступен вместе с новым топливом.

Как производится биоэтанол
Основными этапами крупномасштабного производства этанола являются: ферментация сахаров, дистилляция, дегидратация и денатурация (необязательно). Перед ферментацией некоторые культуры требуют осахаривания или гидролиза углеводов, таких как целлюлоза и крахмал, до сахаров.Осахаривание целлюлозы называется целлюлолизом (см. Целлюлозный этанол). Ферменты используются для преобразования крахмала в сахар.

Ферментация
Этанол получают путем микробной ферментации сахара. В настоящее время микробная ферментация работает только непосредственно с сахарами. Два основных компонента растений, крахмал и целлюлоза, оба состоят из сахаров и в принципе могут быть преобразованы в сахара для ферментации. В настоящее время только сахар (например, сахарный тростник) и крахмал (например, сахарный тростник).грамм. кукуруза) можно экономично переработать. Однако существует большая активность в области целлюлозного этанола, где целлюлозная часть растения расщепляется на сахара и впоследствии превращается в этанол.

Дистилляция
Чтобы этанол можно было использовать в качестве топлива, необходимо удалить воду. Большая часть воды удаляется перегонкой. Чистота ограничена 95-96% из-за образования низкокипящего азеотропа вода-этанол. Его можно использовать только в качестве топлива, но, в отличие от безводного этанола, он не смешивается с бензином, что означает, что его нельзя смешивать i.е. E85. Водная фракция обычно удаляется при дальнейшей обработке для сжигания в бензиновых двигателях вместе с бензином.

Дегидратация
В настоящее время наиболее широко используемым методом очистки является процесс физической абсорбции с использованием молекулярного сита, например, ZEOCHEM Z3-03 (специальное молекулярное сито 3A для дегидратации EtOH). Другой метод, азеотропная перегонка, достигается добавлением углеводородного бензола, который также денатурирует этанол (чтобы сделать его непригодным для питья для рабочих целей).Третий метод включает использование оксида кальция в качестве осушителя.

Могу ли я производить биоэтанол дома?
Многие люди производят биоэтанол в домашних условиях для собственных нужд. Многие люди выбирают самодельный «перегонный куб» для производственного процесса, однако получение надежных доказательств может быть очень трудным для большинства неопытных производителей.

Рынок процессоров биотанола не похож на высококонкурентный рынок биодизеля, я считаю, что это связано с тем, что многие современные автомобили все еще не способны работать со смесью биоэтанола i.е. E85 для повседневного использования.

Биоэтанол из водорослей

Исследователи недавно выдвинули предложение по выращиванию большого количества морских водорослей или водорослей. Они жалуются, что проект может занять около десяти тысяч километров фермы по выращиванию морских водорослей, и, по их оценкам, ферма сможет производить биоэтанол из водорослей, до 20 миллионов килолитров или 5,3 миллиарда галлонов биоэтанола в год. Эта сумма равна трети потребления топлива японцами в год.

Морские водоросли / водоросли уже доказали свою способность стать альтернативным вариантом для производства биотоплива. Сегодня большая часть биотоплива производится из пищевых продуктов, которые имеют собственный недостаток, а соотношение урожая и количества производимого этанола не сбалансировано. Некоторые предполагают, что использование продовольственных запасов для производства биоэтанола привело к росту цен на продукты питания.

Это будет затем обработано плавучими биореакторами. Объекты, которые использовали бы фермент для расщепления водорослей на сахар, который затем перерабатывался и превращался в этанол.Этот процесс будет происходить в море, а затем будет доставлен на сушу танкерами.

Каковы преимущества использования водорослей / морских водорослей для производства биоэтанола?

• Не нуждается в почве, пресной воде и других веществах-продуцентах. Он естественным образом встречается в море, и при его сборе не возникнет дисбаланса.
• Мы смогли бы избежать роста цен на продукты питания, если бы использовали эту новую технологию, потому что мы больше не будем отбирать земли для выращивания сельскохозяйственных культур.
• Водоросли / водоросли растут невероятно быстрее. Примерно в 10 раз быстрее, чем сахарный тростник. На самом деле это самая быстрорастущая культура, известная человеку.

Сделайте свое собственное топливо! Основы спиртового топлива

Что, если бы существовало доступное по цене, возобновляемое топливо, производимое прямо в вашем районе? Если бы вы жили 100 лет назад, вы бы все знали о таком топливе. Это называлось спиртом, и это была жидкость для чистого горения, которую обычно продавали в качестве топлива для ламп.Лишь недавно мы по-новому взглянули на спиртосодержащее топливо — теперь более известное как этанол — и его потенциал в качестве топлива для транспортных средств из местных источников.

Я здесь не для того, чтобы рассказывать вам об агропромышленной программе по массовому производству этанола. Я собираюсь рассказать вам, как сделать собственное топливо для использования в вашем автомобиле или других газовых двигателях, таких как мотоцикл, культиватор или газонный трактор. Вы можете модифицировать эти газовые двигатели для работы на чистом спирте (подробнее о модификациях двигателей в разделе «Запустите свой автомобиль на этаноле» ниже).

Если этанол производится в небольших масштабах, этанол можно производить из зерна, которое вы выращиваете самостоятельно, или из широкого спектра других местных и экологически безопасных видов сырья, включая пищевые отходы и отбраковку сельскохозяйственных культур. Имея небольшое специализированное оборудование и ноу-хау, вы можете превратить эти материалы в спиртовое топливо, и это будет стоить меньше, чем вы заплатили бы за бензин или промышленный этанол.

Вы можете производить этанол самостоятельно по цене менее 2 долларов за галлон. Если вы выращиваете свою кукурузу, вы можете перегонять более 300 галлонов этанола с 1 акра кукурузы.Если вы проезжаете менее 10 000 миль в год, вы можете производить все свое собственное топливо из 2 акров кукурузы — и, конечно же, много труда. Короче говоря, когда я говорю об этаноле, я говорю о горючем, которое можно сделать своими руками, и о практике местного самообеспечения в индивидуальном и общественном масштабе.

Почему выбирают спиртовое топливо?

Один из самых веских аргументов в пользу этанольного топлива заключается в том, что мы можем производить его сами, независимо от иностранных ресурсов. В 1925 году Генри Форд сказал репортеру New York Times , что «годового урожая с акра картофеля достаточно, чтобы приводить в движение машины, необходимые для обработки полей в течение ста лет.Этот бизнесмен, добившийся собственного успеха, осознал ценность американской фермы и, в частности, важность отечественных материалов. Он представлял себе фермы по всей стране, дающие урожай, необходимый для производства топлива и продуктов питания.

Еще одна причина, по которой этанол является таким привлекательным топливом, заключается в том, что это в основном жидкая энергия. Этанол — это прозрачная жидкость, которая содержит много энергии в пригодной для использования, хранимой и транспортируемой форме — только нефть может конкурировать с этанолом по количеству энергии на единицу объема.Но этанол имеет дополнительное преимущество в том, что он насыщен кислородом, что означает, что в его молекулярной структуре есть кислород, что приводит к более чистому ожогу. По сравнению с бензином, этанол выделяет примерно на 20 процентов меньше углеводородов и окиси углерода.

Сделать этанол — юридически

Предполагаемые производители топлива должны подавать заявки на получение разрешения на производство собственного топлива, но после энергетического кризиса 1970-х годов федеральное правительство существенно упростило процесс получения разрешений. Признавая разницу между напитками и топливными спиртными напитками, Министерство финансов разработало упрощенное заявление на получение разрешения производителя алкогольного топлива (форма 5110.74), где мелким производителем считается производитель, который может производить до 10 000 контрольных галлонов топлива в год. (Стойкий галлон — это один жидкий галлон спирта, который на 50 процентов состоит из спирта при температуре 60 градусов по Фаренгейту.) Этого достаточно для производства 5 263 галлона 190-пробы этанольного топлива. В каждом штате действуют свои собственные требования к разрешениям, как правило, по образцу федеральных правил. Вам нужно будет изучить налоги и все применимые государственные и местные правила. В любом случае топливный спирт необходимо «денатурировать» или сделать непригодным для питья путем добавления не менее 2 процентов керосина или неэтилированного бензина по объему.

Производство этанола — это естественный процесс, который происходит в результате ферментации углеводов — органических соединений, содержащих углерод, водород и кислород. Растения и зерновые культуры производят углеводы в виде крахмала, сахаров и целлюлозы. Связи в молекулярной структуре целлюлозы трудно разрушить, но большинство растительных крахмалов и сахаров легко расщепляются на простые сахара с добавлением тепла, воды и ферментов. После того, как простые сахара усвоятся, добавляются дрожжи, которые насыщаются сахаром, воспроизводятся и, в процессе, удаляют углекислый газ и алкоголь.

Выбор сырья — важный фактор. Идеально подходят культуры с высоким содержанием сахара или крахмала, но подойдет практически любая отбраковка или излишек урожая (если их использовать до того, как начнется порча), поэтому вы можете выбрать наиболее экономичные и устойчивые материалы, доступные вам. Яблоки и другие мелкие фрукты, картофель, бобы, пшеница, рожь и зерна сорго — все это потенциальные кандидаты, а также сырная сыворотка и молочный сахар, оставшийся после обработки. Отходы пищевой промышленности от производства напитков, выпечки, снэков и кондитерских изделий, как известно, содержат много сахара (или крахмала) и могут стать альтернативой исходному сырью, полученному непосредственно с полей.

После завершения брожения этанол необходимо отогнать из воды. Лучше всего это достигается с помощью дефлегматора, который оборудован дистилляционной колонной. В колонне используется ряд перфорированных тарелок или упакованных отсеков для удаления воды в процессе, называемом фракционированием. По мере того, как пары нагретой воды и спирта поднимаются на каждой стадии, создается все более сильный пар спирта. Во время перегонки необходимо контролировать температуру колонны, чтобы воспользоваться преимуществами различных точек кипения двух жидкостей.Пары спирта поднимаются, в то время как вода конденсируется и снова падает, чтобы снова и снова вводиться в виде паровой смеси.

Наиболее сильнодействующие пары спирта выходят из верхней части колонны, охлаждаются водяным конденсатором и собираются в виде этанола крепости 192 (чистота 96%). Хотя последние 4 процента смеси можно выжать из смеси, для этого требуется дополнительное оборудование и, как правило, слишком дорого для мелкого оператора. Кроме того, небольшое количество воды не ухудшает работу двигателя.

Запустите свой автомобиль на этаноле

Автомобильные двигатели необходимо модифицировать для работы на прямом этаноле. Простейшие модификации двигателя включают в себя увеличение угла опережения зажигания на несколько градусов, смещение главного топливного контура карбюратора для увеличения диаметра жиклера на 30–35 процентов по площади и регулировку или увеличение контура холостого хода для обеспечения большего потока топлива. В двигателях с впрыском топлива можно заменить форсунки для увеличения потока или повысить давление топлива.

Существуют также комплекты послепродажного обслуживания, предназначенные для обмана микропроцессорного блока управления двигателя, чтобы он дольше удерживал топливный импульс открытым или для компенсации искусственно обедненной смеси путем обогащения топливовоздушной смеси.Двигатели можно дополнительно оптимизировать для работы с этанолом, предварительно нагревая топливо и воздух, изменяя диапазон нагрева свечей зажигания и повышая степень сжатия.

Ваш Собственный Still

Итак, что нужно для создания небольшого ликеро-водочного завода? Это зависит от того, насколько небольшая операция вам нужна. Простая партия все еще может быть сделана из старого водонагревателя и трубопровода длиной 3 дюйма и нагрета дровами или природным газом. Перегонный куб такого размера будет производить около 1 1⁄2 галлона топливного этанола в час.При вложении менее 100 долларов вы можете управлять газонным трактором или небольшим мотоциклом на полностью возобновляемом домашнем топливе.

В более практичном масштабе создание 6-дюймовой колонны по-прежнему даст вам ориентировочную производственную мощность 6 галлонов в час — значительный доход, но требует дополнительных затрат. При таком размере вам лучше всего подойдет молотковая мельница или кофемолка для подготовки сырья, отдельные емкости для варки и ферментации, емкость для хранения барды или отработанного пива с остатками (вместе с прессом для отделения товарных зерен дистиллятора) и хранилище для самого этанола.Центробежные насосы, водопровод и клапаны также являются необходимой частью плана, наряду с ареометром, несколькими термометрами и инструментами для проверки pH и сахара. 6-дюймовая колонна, соединенная с резервуаром на 500–1200 галлонов, проработает партию за четыре-семь часов.

Если вы используете низкоуглеродистую сталь, вы сможете сваривать компоненты и строить колонну без каких-либо специальных навыков или оборудования, хотя металл со временем окисляется. Нержавеющая сталь — лучший выбор, но, вероятно, вы ограничитесь чанами и резервуарами для хранения, если у вас нет значительного бюджета для оплаты профессионального изготовления.Подержанные дистилляционные колонны иногда можно приобрести на сельскохозяйственных или промышленных аукционах.

Как заработать на этаноле

Стоимость производства этанола будет зависеть от того, сколько усилий вы вложите в процесс. Даже использование отбракованного сырья не гарантирует получение экономичного продукта, если вы тратите энергию во время производства. Источник, продолжительность и степень тепловложения являются важными факторами, которые можно сэкономить, используя эффективные ферменты и конструкции с рекуперацией тепла. Использование устойчивых к алкоголю дрожжей с питательными веществами также улучшает эффективность преобразования, а максимальное использование полезных побочных продуктов (таких как зерно дистилляторов с высоким содержанием белка) увеличивает чистую прибыль.

Если вы находитесь в сельской местности и решили выделить акр или более пахотных земель для производства этанола, вам нужно будет определить, какая из подходящих для местных условий культур обеспечит наилучший баланс между выносливостью, водостойкостью, усилием сбора урожая и алкоголем (сахар и крахмал) выход. Доля сбраживаемых зерновых и корнеплодов резко колеблется от 16 до почти 80 процентов. Вероятно, более важным является урожай спирта с акра, который может варьироваться от 300 галлонов для кукурузы с поля до 400 галлонов для сахарной свеклы и почти до 600 галлонов для сахарного тростника, сорго и топинамбура.У других культур может быть более низкая урожайность, но они имеют преимущества при переработке, хранении или переработке. В таблице ниже представлена ​​разбивка типичных затрат и возмещения для небольшой операции, которые могут варьироваться в зависимости от вашей конкретной ситуации.

И имейте это в виду: сможете ли вы производить этанол в небольших масштабах дешевле, чем стоимость бензина, сегодня — не единственный вопрос. Вы также знаете, что используете экологически чистое, экологически чистое топливо и что независимо от того, насколько высоки цены на газ в будущем, вы сможете производить его самостоятельно по разумной цене.

---

Основные сведения о производстве этанола

• Производство этанола самостоятельно разрешено законом. Все, что вам нужно, это разрешение.
• Вы можете производить топливо из собственных культур. С акра кукурузы можно произвести 300 галлонов этанола.
• Для производства спиртового топлива можно использовать множество других культур, включая яблоки, картофель, рожь и пшеницу. Пищевые отходы — еще один хороший вариант, равно как и выбраковка урожая.
• При производстве этанола, в том числе корма для скота, можно образовывать полезные побочные продукты.
• Вы можете найти бывшее в употреблении оборудование для перегонки этанола или, если вы свариваете, сделать свое собственное.

---

Ричард Фройденбергер руководил исследовательскими центрами MOTHER EARTH NEWS с 1980 по 1990 год и в это время координировал нашу программу «Алкогольное топливо». В настоящее время он живет в Хендерсонвилле, Северная Каролина, и является издателем и техническим редактором журнала BackHome Magazine. Он также является автором книги Спиртовое топливо: производство и использование этанола в качестве возобновляемого топлива.

---

Первоначально опубликовано: апрель / май 2010 г.

Как производить собственный биоэтанол или биогаз

Вам может потребоваться разрешение на предотвращение и контроль загрязнения или лицензия на управление отходами, если вы производите собственный биоэтанол или биогаз.

Как производить биоэтанол

Топливный биоэтанол можно производить из различных материалов, богатых сахаром и крахмалом, в основном путем ферментации и дистилляции.

Когда вы производите биоэтанол, побочным продуктом является остаток, называемый высушенными дистилляционными зернами с растворимыми веществами (DDGS).DDGS классифицируются как побочный продукт, а не отходы, если они используются без дальнейшей обработки, либо в качестве корма для животных, либо в качестве топлива. Меры по управлению отходами не будут применяться к вашему DDGS, если вы соответствуете этим требованиям, например, вам не нужно транспортировать его с помощью мусоровоза или с уведомлением о передаче отходов.

Как производить биогаз

Биогаз можно производить из биоразлагаемых материалов, включая кукурузу и отходы, в том числе бытовые или пищевые отходы. Биоразлагаемый материал превращается в газ в результате анаэробного сбраживания с использованием бактерий для разложения органических веществ без использования кислорода в специально разработанных метантенках.

Затем вы можете улучшить биогаз, например, используя метод мембранной сепарации, чтобы удалить CO2 и примеси и произвести биометан. Вы можете использовать биометан в качестве автомобильного топлива.

Твердые отходы анаэробного сбраживания называются дигестатом, и их можно использовать аналогично компосту.

Агентство по окружающей среде Северной Ирландии (NIEA) разработало протокол качества анаэробного дигестата из биоразлагаемых отходов. Если вы будете следовать протоколу, вы сможете производить высококачественный дигестат, который можно будет продавать без контроля за управлением отходами.Например, если он не классифицируется как отходы, вам не нужно перевозить его с помощью мусоровоза или с накладной на передачу отходов.

Если вы не соответствуете стандартам протокола качества, вы должны соблюдать меры по управлению отходами при обращении, транспортировке или применении дигестата.

Стандарты качества биотоплива

Чтобы продавать топливо в странах Европейского Союза, вы должны соответствовать стандартам качества. Эти стандарты применяются к биотопливу и смесям, содержащим биотопливо.Европейский комитет по стандартизации (CEN) продвигает стандарты безопасности рабочих и потребителей и защиты окружающей среды.

Как производится этанол? | Давайте поговорим о науке

AB Биология 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Фотосинтез и клеточное дыхание

AB Биология 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Человеческие системы

AB Химия 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

AB Химия 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

AB Наука 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

до н.э Анатомия и физиология 12 (июнь 2018 г.) 12 Большая идея: гомеостаз поддерживается физиологическими процессами.

до н.э Химия 11 (июнь 2018) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

МБ 11 класс биологии (2010) 11 Раздел 2: Пищеварение и питание

МБ Химия 11 класс (2006) 11 Тема 5: Органическая химия

МБ 12 класс химии (2013) 12 Тема 3: Химическая кинетика

NB Биология 112/111 (2008) 11 Блок 3: Поддержание динамического равновесия I

NB Химия 121/122 (2009) 12 Раздел 1: Термохимия

NB Химия 121/122 (2009) 12 Блок 2: От растворов к кинетике к равновесию

NB Химия 121/122 (2009) 12 Раздел 4: Органическая химия

NL Биология 2201 (2002) 11 Блок 3: Поддержание динамического равновесия I

NL Химия 2202 (2018) 11 Раздел 3: Органическая химия

NL Химия 3202 (2005) 12 Блок 1: От кинетики к равновесию

NS Химия 11 (2003) 11 Органическая химия

NS Химия 12 (2003) 12 Растворы, кинетика и равновесие

NS Химия 12 (2003) 12 Термохимия

NT Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Фотосинтез и клеточное дыхание

NT Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Человеческие системы

NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

NT Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

НУ Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Фотосинтез и клеточное дыхание

НУ Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Человеческие системы

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок A: Термохимические изменения

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

НУ Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Энергия и окружающая среда

НА Биология, 11 класс, Колледж (SBI3C) 11 Строка B: клеточная биология

НА Биология, 12 класс, Университет (SBI4U) 12 Строка B: Биохимия

НА Биология, 12 класс, Университет (SBI4U) 12 Нить D: молекулярная генетика

НА Химия, 12 класс, техникум (СЧ5С) 12 Строка C: органическая химия

НА Химия, 12 класс, ВУЗ (СЧ5У) 12 Направление B: органическая химия

НА Химия, 12 класс, ВУЗ (СЧ5У) 12 Нить D: изменение энергии и скорость реакции

НА Экология, 11 класс, Университет / колледж (SVN3M) 11 Строка B: Научные решения современных экологических проблем

НА Экология, 11 класс, Университет / колледж (SVN3M) 11 Strand F: Сохранение энергии

НА Экология, 11 класс, рабочее место (SVN3E) 11 Strand D: Энергосбережение

НА Естественные науки, 12 класс, университет / колледж (SNC4M) 12 Strand D: Наука о питании

НА Естественные науки, 12 класс, университет / колледж (SNC4M) 12 Strand F: Биотехнологии

НА Естественные науки, 12 класс, рабочее место (SNC4E) 12 Направление C: химические вещества в потребительских товарах

PE Биология 521A (2010) 11 Поддержание динамического равновесия I

PE Химия 521A (2006) 11 Органическая химия

PE Химия 621А (2006) 12 От растворов к кинетике к равновесию

PE Химия 621А (2006) 12 Термохимия

PE Science 7e année (2016) (только на французском) 7 Тема 2: L’univers vivant — Понятие D: Режимы воспроизведения

КК Прикладная наука и технологии Раздел III Технологический мир

КК Химия Раздел V Энергетические изменения в реакциях

КК Химия Раздел V Скорость реакции

КК Наука и технология Раздел III Технологический мир

SK Биология 30 (2016) 12 Генетика и биотехнология

SK Химия 30 (2016) 12 Химическая связь и материаловедение

SK Наука о здоровье 20 (2016) 11 Питание

YT Анатомия и физиология 12 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 12 Большая идея: гомеостаз поддерживается физиологическими процессами.

YT Chemistry 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

Биоэтанол — Европейская ассоциация производителей биомассы

Этанол или этиловый спирт представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, биоразлагаемую, низкую токсичность и незначительное загрязнение окружающей среды в случае разлива. Этанол горит с образованием углекислого газа и воды.Этанол является высокооктановым топливом и заменил свинец в качестве усилителя октанового числа в бензине. Смешивая этанол с бензином, мы также можем насыщать кислородом топливную смесь, чтобы она сгорала более полно и сокращала выбросы загрязняющих веществ. Топливные смеси этанола широко продаются в США. Чаще всего используется смесь 10% этанола и 90% бензина (E10). Двигатели автомобилей не требуют модификаций для работы на E10, и гарантия на автомобиль также не затрагивается. Только автомобили с гибким топливом могут работать на смесях, содержащих до 85% этанола и 15% бензина (E85).

Топливный биоэтанол в основном производится в процессе ферментации сахара, хотя его также можно изготавливать с помощью химического процесса реакции этилена с паром. Основными источниками сахара, необходимого для производства этанола, являются топливные или энергетические культуры. Эти культуры выращиваются специально для использования энергии и включают кукурузу, кукурузу и пшеницу, отходы соломы, иву и деревья, опилки, тростниковую канарейку, кордовые травы, топинамбур, мискантус и сорго.

Биоэтанол в Европе

В ЕС биоэтанол производят из пшеницы (3.9 миллионов тонн), кукурузы (4,1 миллиона тонн), сахарной свеклы (12,1 миллиона тонн), ячменя (0,4 миллиона тонн) и ржи (0,4 миллиона тонн). Мощность производства биоэтанола увеличилась примерно до 8,5 миллиардов литров в год в 2012 году, а фактическое годовое производство составило около 4,8 миллиардов литров или 57% от общей мощности. Биодизель является основным биотопливом, используемым в ЕС на транспорте, и производится из семян рапса (15,3 миллиона тонн), сои (3,5 миллиона тонн), импортного пальмового масла, переработанного растительного масла и животного жира.Мощность производства биодизеля увеличилась примерно до 26,3 миллиарда литров с годовым объемом производства около 10,5 миллиарда литров (8,3 Мтнэ) или 40% от общей мощности (EC, 2014). Значительная доля сырья для производства биодизеля (рапса, сои), производимого внутри страны, поступает из импорта, а также используется растительное масло (в основном пальмовое масло).

В Европе пшеница является основной культурой, выращиваемой для производства биоэтанола, на нее приходится 0,7% сельскохозяйственных земель ЕС и 2% поставок зерна в Европе [Источник: ePure].Еврокомиссия предложила ограничить биотопливо, производимое из «пищевых культур», на уровне 7% от энергопотребления на транспорте. В Бразилии, где рынок топливного этанола наиболее развит, обязательный уровень смешивания безводного этанола был увеличен до 25% в мае 2013 года.

Сырье

Сахар необходим для производства этанола путем ферментации. Растительный материал (зерно, стебли и листья) состоит в основном из сахаров, поэтому в принципе практически любые растения могут служить сырьем для производства этанола.На практике выбор сырья зависит от того, что лучше всего растет в преобладающих условиях климата, ландшафта и состава почвы, а также от содержания сахара и простоты обработки различных доступных растений. Результатом является широкий выбор исходного сырья этанола и, следовательно, производственных процессов.

Во всем мире большая часть биоэтанола производится из сахарного тростника (Бразилия), патоки и кукурузы (США), но подходят и другие крахмалистые материалы, такие как пшеница, ячмень и рожь. Культуры, содержащие крахмал, сначала необходимо преобразовать в сахар.Для производства 1 тонны этанола требуется примерно 3 тонны зерна. В Европе основными культурами для производства биоэтанола являются крахмальные культуры (например, мягкая пшеница) и сахарная свекла. Посевы сахарной свеклы выращиваются в большинстве стран ЕС-25 и дают значительно больше этанола с гектара, чем пшеница.

Потенциальный выход биоэтанола из мягкой пшеницы и сахарной свеклы в некоторых странах-членах ЕС-25

	Пшеница мягкая		Свекла сахарная
	Литров / га	тнэ / га	Литров / га	тнэ / га
Австрия	1,792	0.92	6 677	3,42
Бельгия	2 847	1,46	6 970	3,57
Германия	2,620	1,34	6,384	3,27
Дания	2,561	1.31	6,399	3,28
Греция	916	0,47	4 926	2,52
Испания	1,052	0,54	6 181	3,16
Финляндия	1,057	0.54	3 440	1,76
Франция	2,554	1,31	7 980	4,09
Ирландия	2,996	1,53	4,710	2,41
Италия	1,637	0.84	4 346	2,23
Нидерланды	2 839	1,45	6 472	3,31
Португалия	499	0,26	5,234	2,68
Швеция	2,069	1.06	5,266	2,70
Соединенное Королевство	2,686	1,38	6,355	3,25
Чешская Республика	1,568	0,80	4,982	2,55
Эстония	659	0.34	–	–
Венгрия	1,365	0,70	нет данных	нет данных
Литва	1 050	0,54	2 964	1,52
Латвия	908	0.46	3 036	1,55
Польша	1,215	0,62	3,555	1,82
Словения	1,330	0,68	4 040	2,07
Словакия	1,360	0.70	3 486	1,78

В настоящее время НИОКР в области биоэтанола сосредоточены на использовании лигноцеллюлозных или древесных материалов в качестве сырья ( см. Специальный раздел ). К ним относятся культуры с коротким оборотом энергии (например, ива, мискантус и эвкалипт), сельскохозяйственные остатки (например, солома и жом сахарного тростника), лесные остатки, древесные отходы и твердые бытовые отходы. Для производства 1 тонны этанола требуется около 2-4 тонн сухого древесного или травяного материала.При общем содержании сахара 60–70% (40% глюкозы в виде целлюлозы и 25% ксилозы в виде гемицеллюлозы) пшеничная солома может производить около 230 кг этанола на тонну сухого материала.

Есть несколько причин для перехода на производство этанола из лигноцеллюлозной биомассы. Лигноцеллюлозная биомасса более многочисленна и менее дорога, чем пищевые культуры, особенно когда речь идет о потоке отходов с очень небольшой или даже отрицательной экономической ценностью. Кроме того, он имеет более высокий баланс чистой энергии, что делает его более привлекательным с экологической точки зрения.Действительно, лигно-целлюлозный биоэтанол может обеспечить до 90% экономии парниковых газов, значительно опережая биотопливо первого поколения. Однако эти виды биомассы труднее преобразовать в сахара из-за их относительно недоступной молекулярной структуры.

Производственный процесс

Преобладающей технологией преобразования биомассы в этанол является ферментация с последующей дистилляцией. Ферментация — это процесс биохимического преобразования, при котором биомасса разлагается с помощью микроорганизмов (бактерий или ферментов).Эта технология может использоваться для различных типов сырья биомассы.

Практически вся ферментация этанола по-прежнему основана на пекарских дрожжах (Saccharomyces cerevisiae), для которых в качестве сырья требуются простые (мономерные) сахара. Обычная дрожжевая ферментация дает 0,51 кг этанола из 1 кг любых сахаров C6, глюкозы, маннозы и сахарозы. Однако не все сырье содержат простые сахара. Крахмал и лигноцеллюлоза являются полимерами, и для разрыва связей между мономерами и получения простых сахаров C6 для ферментации требуется гидролиз.

Наверх
Гидролиз крахмала и целлюлозы с последующей ферментацией глюкозы до этанола

Первый шаг в этом процессе конверсии включает помол или измельчение зерна для высвобождения крахмала. Затем этот материал разводят в воде, чтобы отрегулировать количество сахара в заторе. Это необходимо для поддержания дрожжей и облегчения перемешивания и обработки затора. Затем эту смесь готовят, чтобы растворить все водорастворимые крахмалы.Одновременно крахмал превращается в сахара. Это можно сделать с помощью ферментов или кислотного гидролиза. В случае кислотного гидролиза разбавленная минеральная кислота добавляется к зерновой суспензии перед варкой. Короткие углеводы, полученные на этих этапах обработки, могут ферментироваться микроорганизмами. Для выращивания дрожжей, необходимых для процесса ферментации, раствор должен быть слабокислым, а именно pH от 4,8 до 5,0. Во время брожения образуется этанол, который разбавляют водой. Этот процесс также приводит к образованию CO2.Концентрация этанола может быть увеличена с помощью серии стадий дистилляции и дегидратации.

Процесс преобразования лигноцеллюлозной биомассы в этанол отличается от процесса, описанного выше, только расщеплением или гидролизом сырья до сбраживаемого сахара. Этот процесс гидролиза сложнее, чем гидролиз крахмала. Лигноцеллюлозная биомасса содержит углеводные полимеры, называемые целлюлозой (40-60% от сухой массы) и гемицеллюлозой (20-40% от сухой массы), которые могут быть преобразованы в сахара.Целлюлоза состоит из молекул глюкозы, связанных вместе в длинные цепи, которые образуют кристаллическую структуру. Гемицеллюлоза состоит из смеси полимеров, состоящих из ксилозы, маннозы, галактозы или арабинозы. Он намного менее стабилен, чем целлюлоза. Оба материала не растворяются в воде. Оставшаяся фракция, сложный ароматический полимер, называемый лигнином (10-25% от сухой массы), не может подвергаться ферментации, поскольку он устойчив к биологическому разложению. Этот материал можно использовать для производства электроэнергии и / или тепла.

Для топливных приложений чистота этанола должна быть почти 100%. Это означает, что содержание воды должно быть намного ниже по сравнению с этанолом, производимым по современной промышленной технологии. Для дегидратации этанола доступно несколько технологий, таких как использование молекулярных сит и мембранного разделения, которые еще можно улучшить. Производство электроэнергии и тепла из неферментируемой фракции биомассы и общая интеграция процесса также могут быть развиты дальше, что приведет к повышению энергетической эффективности и экономической эффективности процесса.

Свойства топлива

Биоэтанол имеет гораздо более низкую энергетическую ценность, чем бензин (около двух третей от энергетической ценности последнего в пересчете на объем). Это означает, что для мобильных приложений при заданном объеме бака дальность полета машины уменьшается в той же пропорции.

Октановое число этанола выше, чем у бензина; следовательно, этанол имеет лучшие антидетонационные характеристики. Это лучшее качество топлива можно использовать, если соответствующим образом отрегулировать степень сжатия двигателя.Это увеличивает топливную экономичность двигателя. Содержание кислорода в этаноле также приводит к более высокому КПД, что приводит к более чистому процессу сгорания при относительно низких температурах.

Давление паров по Рейду, показатель летучести топлива, для этанола очень низкое. Это указывает на медленное испарение, которое имеет то преимущество, что концентрация выбросов в результате испарения в воздухе остается относительно низкой. Это снижает риск взрыва. Однако низкое давление паров этанола вместе с его единственной точкой кипения является невыгодным с точки зрения запуска двигателя при низких температурах окружающей среды.Без вспомогательных средств двигатели, использующие этанол, не могут быть запущены при температуре ниже 20 ° C. Проблемы с холодным запуском являются наиболее важной проблемой при использовании спиртов в качестве автомобильного топлива.

Топливные свойства бензина, биоэтанола и ETBE

Свойства топлива	Бензин	Биоэтанол	ETBE
Молекулярная масса [кг / кмоль]	111	46	102
Плотность [кг / л] при 15ºC	0.75	0,80-0,82	0,74
Содержание кислорода [мас.%]		34,8
Нижняя теплотворная способность [МДж / кг] при 15ºC	41,3	26,4	36
Низкая теплотворная способность [МДж / л] при 15ºC	31	21.2	26,7
Октановое число (RON)	97	109	118
Октановое число (MON)	86	92	105
Цетановое число	8	11	–
Стехиометрическое соотношение воздух / топливо [кг воздуха / кг топлива]	14.7	9,0	–
Температура кипения [ºC]	30-190	78	72
Давление паров по Рейду [кПа] при 15 ° C	75	16,5	28

Приложения

Этанол можно использовать:

• в качестве транспортного топлива для замены бензина
• в качестве топлива для выработки электроэнергии путем теплового сжигания
• в качестве топлива для топливных элементов путем термохимической реакции
• как топливо в когенерационных установках
• как сырье в химической промышленности

Этанол лучше всего использовать в двигателях с искровым зажиганием из-за его высокого октанового числа.Из-за плохого качества зажигания (низкое цетановое число) он менее подходит для дизельных двигателей.

Обычно нецелесообразно использовать чистый этанол в двигателях с искровым зажиганием из-за его низкого давления пара и высокой скрытой теплоты испарения, что затрудняет холодный запуск. Наиболее экономически эффективным средством является смешивание этанола с небольшой долей летучего топлива, такого как бензин. Таким образом, использовались различные смеси биоэтанола с бензином или дизельным топливом. Наиболее известные смеси (по объему):

• E5G — E26G (5-26% этанола, 95-74% бензина)
• E85G (85% этанол, 15% бензин)
• E15D (15% этанол, 85% дизельное топливо)
• E95D (95% этанол, 5% воды, с добавкой для улучшения воспламенения)

Биоэтанол прошел всесторонние испытания в легких транспортных средствах с гибким топливом (FFV) как E85G.ETBE также используется в смесях на 10-15% с бензином для повышения его октанового числа и сокращения выбросов. Смеси бензина с содержанием этанола до 22% (E22G) могут использоваться в двигателях с искровым зажиганием без каких-либо материальных или эксплуатационных проблем. Смеси дизельного топлива с содержанием этанола до 15% (E22D) не вызывают каких-либо технических проблем с двигателем и не требуют присадки для улучшения зажигания.

Затраты на производство биоэтанола в ЕС-25 + Болгария, Румыния

	На основе пшеницы			Свекла на основе
	€ / л	€ / ГДж	€ / тн	€ / л	€ / ГДж	€ / тн
Чистая себестоимость сырья
— Сырье	0.40	18,9	790	0,26	12,3	513
— Кредит попутного продукта	0,15	7,1	296	0,03	1,4	59
Итого затраты на сырье	0.25	11,8	493	0,23	10,9	454
Затраты на преобразование	0,28	13,3	553	0,22	10,4	434
Затраты на смешивание (включая адаптацию бензина)	0.05	2,4	99	0,05	2,4	99
Коммерческие расходы	0,01	0,5	20	0,1	4,7	197
Итого затраты на АЗС	0.59	27,9	1165	0,6	28,4	1184

Источник: BTG, 2004

Руководство по биоэтанольным каминам и биоэтанольному топливу

Ходят слухи о «биокаминах» как о новой чистой и уютной альтернативе мерцающему пламени дровяной печи.Теперь, когда все планируют проводить больше времени дома, четыре из 10 (40 процентов) британских домовладельцев говорят, что они с большей вероятностью будут использовать плиту или открытый огонь этой зимой по сравнению с предыдущими годами, согласно новой поддерживаемой правительством кампании Burn Better. , цель которого — помочь нам более безопасно пользоваться горелками и разводить огонь.

Однако многие люди обеспокоены тем, что использование бревен и другого твердого топлива может способствовать загрязнению внутри помещений и в окружающей среде. Может ли камин на биоэтаноле быть ответом? Вот что вам нужно знать:

Что такое биоэтанольное топливо?

Топливо из биоэтанола, иногда называемое «биотопливом», представляет собой экологически безопасное «зеленое топливо», производимое из таких сельскохозяйственных культур, как сахарный тростник или кукуруза.Он производит очень чистое бездымное тепло, поскольку не выделяет вредных газов, искр или копоти.

«При использовании в качестве топлива для отопления биоэтанол очень экологичен и производит примерно те же выбросы C02, что и горящая свеча», — говорит Тина Махони, директор современной мебельной компании Go Modern.

Критики говорят, что культуры, выращиваемые для использования в качестве топлива из биоэтанола, отвлекают землепользование и сокращают возможности производства продуктов питания. «В настоящее время преимущества отказа от сжигания ископаемого топлива и перехода на топливо из экологически чистых источников перевешивают эту озабоченность», — говорит Тина.

Не путайте биоэтанольное топливо с гелевым топливом. Гелевое топливо, сделанное из смеси изопропилового спирта и воды, поставляется в канистрах.

Преимущества камина на биоэтаноле

Помимо создания мгновенного фокуса с танцующим пламенем, большой плюс камина на биоэтаноле заключается в том, что в отличие от газа, дерева или другого твердого топлива он не требует дымоход или наружный дымоход.

Кампания Burn Better обеспокоена ростом пожаров в дымоходах. С апреля 2019 года по март 2020 года 3130 домов в Англии сгорели в результате скопления горючей смолы.При возгорании биоэтанола нет никакого риска.

Также отсутствует риск потенциально вредных частиц воздуха, выделяемых при сжигании твердого топлива, так что это бонус для людей, страдающих аллергией или другими заболеваниями.

Биоэтанольный камин Imaginfires Burford через Cuckooland

Марк Браун Фото / Cuckooland

Вы можете установить камин на биоэтаноле где угодно, поэтому этот выбор может быть идеальным для нового дома или того, где камины и дымоходы были удалены.Стены должны быть прочными, поэтому в случае сомнений обратитесь за советом к строителю или инженеру-строителю. Некоторые модели портативны, и их можно использовать как в помещении, так и на улице, поэтому они подходят для холодных зимних вечеров. Нет ни беспорядка, ни пепла, ни необходимости в сложном сезонном обслуживании. Если вы решите переехать, вы можете взять с собой камин на биоэтаноле.

Биоэтанольный камин Imaginfires Anya, Cuckooland

Cuckooland

Камин из биоэтанола Le Feu Ground Wood, Cuckooland

Cuckooland

Кроме того, вам не нужен газ или даже электричество для разведения биоэтанола, так что это поможет сократить ежемесячные счета.Длинный стержень или жезл для розжига огня, обычно поставляемый с огнем или рекомендованный производителем, используется для безопасного воспламенения биоэтанольного топлива.

Во время пожара топливо хранится в «ящике» или «кассете», которые вы заполняете сами. Эксперты Le Feu Fireplaces говорят, что 1,5 литра топлива может хватить на пять-шесть часов в зависимости от условий. Это будет производить до 3,5 кВт тепла, что должно согреть комнату площадью 20 кв.м. Топливо на основе биоэтанола доступно в Интернете и в магазинах DIY, таких как B&Q (La Hacienda Bio-Ethanol Fuel, 2L, 9 фунтов стерлингов.82).

Mix 600 Bioethanol Fire Pit Graphite, Lime Lace

Лайм Кружево

Недостатки камина на биоэтаноле

Очевидно, есть некоторая тепловая мощность, но если ваш дом не маленький и хорошо изолирован, не полагайтесь на камин на биоэтаноле в качестве основного источника тепла. По сравнению с деревом, которое может быть бесплатным, если вы собираете бревна, храните и сушите их правильно, см. Новую правительственную кампанию Burn Better за советом, биоэтанол — не самое дешевое топливо, особенно если вы планируете использовать твой огонь каждый вечер.

Газовые костры загораются мгновенно, но огонь на биоэтаноле может занять от 15 до 20 минут, чтобы полностью «загореться» вместе с пламенем, сопровождающим тепло. Также рекомендуется подождать 45 минут до наполнения, когда канистра опустеет, чтобы дать огню остыть. Одеяло может понадобиться, если вы устроились на ночь перед Netflix.

Селфриджи

Камин из цельного биоэтанола 45см

LE FEU селфи-мосты.ком

£ 1 599,00

Чтобы избежать нехватки топлива — тем более, что пополнение запасов может оказаться не таким простым делом из-за ограничений COVID-19 и задержек с доставкой — вам необходимо достаточно места для безопасного хранения расходных материалов вдали от детей, домашних животных и возможных источников опасности. Никогда не храните запасной биоэтанол рядом с огнем, чтобы избежать случайного возгорания.

Топливо на основе биоэтанола легко воспламеняется. «Мы бы посоветовали никогда не перемещать переносные камины, когда они зажжены», — говорит Тина Махони.«Кроме того, если вокруг есть маленькие дети и, как и в случае любого пожара, необходима конструкция с теплозащитным экраном».

Какой стиль камина на биоэтаноле подойдет для вашего помещения?

Пожарное отделение

Каминный люкс Adam Solus из дуба с биоэтанолом Colorado

Полный комплект камина — камин из биоэтанола с соответствующей каминной окантовкой — это самый быстрый способ преобразить комнату; Люкс «Камин Адама Солуса» Мано Мано в дубовом цвете с камином из биоэтанола «Колорадо» в черном цвете, стоимостью 569 фунтов стерлингов, тоже стоит недорого.

Отдельностоящая

Биоэтанольный камин Theon

Для максимальной гибкости отдельно стоящий камин на биоэтаноле можно перемещать по дому и в саду, давая вам полный контроль. Стильная треугольная модель Theon от Wayfair в черном или белом цвете от 191 фунта стерлингов — это современный образ как в помещении, так и на улице.

Подвешивание

Биоэтанольный камин Le Feu Sky

Некоторые стили каминов на биоэтаноле, такие как Le Feu Sky, стоимостью 1599 фунтов стерлингов, могут быть подвешены к потолку и повернуты на 360 градусов, позволяя открытой части камина смотреть на всю комнату или только на один угол.Также доступны кронштейны и удлинители для установки на высокий или наклонный потолок.

Настенный

Nero Настенный биоэтанол Fire

gomodern.co.uk

1 990,00 фунтов стерлингов

E , специально адаптированный к современным домам и схемам дизайна интерьера, настенный камин на биоэтаноле по принципу «подключи и работай» можно установить менее чем за час. Для максимального удовольствия некоторые настенные камины на биоэтаноле оснащены пультом дистанционного управления, так что вы отвечаете за тепло и огонь, не вставая с дивана.

Понравилась статья? Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать больше подобных статей прямо на ваш почтовый ящик.

ПОДПИСАТЬСЯ

Нуждаетесь в позитиве или не можете добраться до магазинов? Подпишитесь на журнал House Beautiful сегодня, и каждый выпуск будет доставлен прямо к вам домой.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

.