ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Biorreator. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa Um biorreator é a base de qualquer usina de biogás, e requisitos bastante rigorosos são impostos ao seu projeto. Assim, o corpo do biorreator deve ser forte o suficiente com estanqueidade absoluta de suas paredes. É necessário um bom isolamento térmico das paredes e sua capacidade de resistir à corrosão de maneira confiável. Neste caso, é necessário prever a possibilidade de carregamento e esvaziamento do reator, bem como acesso ao seu espaço interno para manutenção. As formas de reatores são muito diversas. Assim, do ponto de vista de criar as condições mais favoráveis para misturar o substrato líquido, acumulando gás, removendo sedimentos e destruindo a crosta resultante, é aconselhável usar um tanque em forma de ovo. Grandes reatores desta forma são geralmente construídos em concreto, por isso são caracterizados por um alto custo de fabricação, o que limita significativamente sua aplicação. Por outro lado, reatores auxiliares de menor volume são bastante fáceis de fabricar em fibra de vidro, ou seja, em resina de poliéster reforçada com fibra de vidro, e não são tão caros. Um tanque cilíndrico com topo e fundo cônicos, em forma de ovo, é caracterizado por um pequeno espaço para acúmulo de gás, uma quantidade limitada de crosta flutuante e boa remoção de lodo. No entanto, em tais reatores, são criadas condições menos favoráveis para o movimento do substrato líquido. Os tanques de grande volume desse formato, usados em estações municipais de tratamento e decomposição de águas residuais, como reatores em forma de ovo, são feitos de concreto. No entanto, os reatores "cilíndricos" são um pouco mais baratos. Em fazendas individuais, os reatores da forma acima, mas, naturalmente, de menor capacidade, são feitos de aço ou fibra de vidro. A propósito, em reatores de fibra de vidro é mais fácil obter melhores condições para mover o substrato.
Os tanques cilíndricos são relativamente fáceis de fabricar, o que se explica pela vasta experiência na construção de tanques para fins agrícolas (aço, concreto, tanques-bunkers de fibra de vidro para silagem e outros alimentos). No entanto, em comparação com tanques de formas anteriores, é impossível organizar condições suficientemente boas para mover o substrato em um tanque cilíndrico, ao mesmo tempo em que se deve contar com custos mais altos para remover sedimentos e destruir a crosta flutuante, o que está associado a um aumento no consumo de energia para misturar a massa.
Se um tanque cilíndrico for dividido em duas câmaras por uma divisória vertical transversal, então é possível organizar um sistema de produção de biogás com uso alternado das câmaras do tanque. Além disso, a construção de um tanque com defletor custará menos do que a construção de dois tanques separados. Também notamos que, com tal arranjo, o valor do isolamento térmico das paredes externas do tanque diminui, e não é muito difícil integrar qualquer dispositivo de aquecimento em uma divisória feita de um material suficientemente condutor de calor, o que dá à instalação benefícios estruturais adicionais.
Em usinas de biogás simples, em sua maioria pequenas, autoconstruídas, a câmara de fermentação geralmente tem a forma de um paralelepípedo (piscina ou fossa com tampa). Para melhorar a eficiência, tal reator é dividido com uma parede vertical, criando uma câmara principal de fermentação e uma câmara para fermentação final e sedimentação do lodo. É verdade que instalações deste tipo não permitem atingir um alto grau de decomposição do substrato, pois é praticamente impossível garantir a mistura uniforme da massa, o controle do carregamento do volume de trabalho da câmara ou observância do tempo de residência da massa no reator, necessário para obter a quantidade máxima de gás. Sim, e a destruição da crosta flutuante e do sedimento está associada aqui a altos custos. Em um tanque horizontal, o substrato é misturado na direção longitudinal. Aqui, reatores cilíndricos feitos de aço ou fibra de vidro são adequados para pequenas instalações. Os tanques horizontais de capacidade considerável têm a forma de um paralelepípedo e são feitos de concreto. A disposição inclinada desses tanques facilita o escoamento do lodo para a abertura de descarga. Este design é conveniente para colocar o mecanismo de mistura mais simples. O reservatório em forma de trincheira escavada no solo permite o processamento de grandes quantidades de substrato. Como material de construção para as paredes do reator, como regra, o concreto é usado. Agora vamos dar uma olhada no projeto de alguns tipos de usinas de biogás que já são usadas na prática. Agora, com base em um tanque em forma de paralelepípedo com uma divisória, uma usina de biogás de duas câmaras do tipo fluxo foi desenvolvida e opera de maneira confiável, onde o substrato é direcionado primeiro para uma parte do tanque (câmara de fermentação ), e depois flui por gravidade para outra parte (câmara de pós-fermentação). Para aumentar a eficiência desta instalação, ela é equipada com um agitador na câmara de fermentação, um aquecedor e um sem-fim para remover grandes inclusões no lodo.
As usinas de biogás de trincheiras estão se tornando cada vez mais comuns. Tomemos, por exemplo, uma instalação de trincheira da Alemanha. Aqui, diretamente das instalações onde os animais são mantidos, o esterco, diluído em água, vai para o biorreator, onde é fermentado. A planta é equipada com mistura mecânica do substrato e uma garra para carregamento de esterco fermentado. Em outra planta de abertura de valas (EUA), o estrume líquido fresco entra na câmara de fermentação por cima e a água aquecida por baixo. O coletor de gás da instalação é elástico e placas de espuma estão localizadas na superfície do substrato fermentado para isolamento térmico. Chamamos também a atenção do leitor para os reatores flexíveis comumente utilizados nos países do Sudeste Asiático. Tais reatores (capacidades) são feitos de tecido emborrachado denso ou filme sintético. Para organizar o trabalho de tais biorreatores, eles devem ser enterrados no solo ou colocados dentro de uma cerca "circular" suficientemente forte. Autor: Shomin A.A. Veja outros artigos seção Fontes de energia alternativa. Leia e escreva útil comentários sobre este artigo. Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica: Couro artificial para emulação de toque
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