Σχεδίαση, κατασκευή και λειτουργία πρότυπης εγκατάστασης παραγωγής βιοαερίου από μίγμα ενσιρωμένου αραβοσίτου και υγρών μηχανικού διαχωρισμού αποβλήτων βουστασίου γαλακτοπαραγωγής

Abstract

Η αναερόβια χώνευση, δηλαδή η μετατροπή της οργανικής ύλης σε ανόργανη απουσία οξυγόνου, είναι μια διεργασία που μας επιτρέπει να εκμεταλλευτούμε την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς της οργανικής ύλης για ενεργειακούς σκοπούς. Αυτό, γιατί μέσω της αναερόβιας χώνευσης παράγεται βιοαέριο που είναι ένα μίγμα αερίων αποτελούμενο κυρίως από μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται μια πρότυπη διάταξη μέτρησης παροχής βιοαερίου από έναν πρότυπο πειραματικό αναερόβιο χωνευτήρα εμβολοειδούς ροής, ωφέλιμου όγκου 120L και δύο θαλάμων, στα πλαίσια πειραμάτων αναερόβιας χώνευσης πτηνο-κτηνοτροφικών αποβλήτων και υπολειμμάτων, του Εργαστηρίου Γεωργικών Κατασκευών του ΓΠΑ. Η μετρητική διάταξη παρέχει τη δυνατότητα σταθερής συνεχούς καταγραφής του παραγόμενου όγκου βιοαερίου και την περαιτέρω επεξεργασία των στοιχείων καταγραφής σύμφωνα με τις εκάστοτε απαιτήσεις λειτουργίας της εγκατάστασης, δίνοντας στον χειριστή το πλεονέκτημα μιας ευέλικτης, πλήρως αυτοματοποιημένης διάταξης καταμέτρησης με πολλές δυνατότητες. Ο πρότυπος 2θάλαμος αναερόβιος χωνευτήρας εμβολοειδούς ροής στον οποίο δοκιμάστηκε η ως άνω διάταξη δεχόταν μια φορά το μήνα υπολείμματα ενσιρώματος αραβοσίτου και μια φορά την εβδομάδα υγρά μηχανικού διαχωρισμού αποβλήτων βουστασίου γαλακτοπαραγωγής. Η μελέτη διαρθρώνεται σε δύο μέρη. Το πρώτο είναι το θεωρητικό και το δεύτερο το πειραματικό. Το θεωρητικό (βιβλιογραφικό) περιλαμβάνει δύο ενότητες. Η μία πραγματεύεται την αναερόβια χώνευση και η άλλη τη γαλακτοπαραγωγό αγελαδοτροφία.

The conversion of organic matter into inorganic oxygen, know as anaerobic digestion, is a process that allows us to exploit the energy stored in chemical bonds of organic matter for energy purposes. This happens because, through anaerobic digestion, biogas is produced which is a mixture of gases mainly composed of methane and carbon dioxide. The present study describes a prototype experimental device which measures the volumetric flow of biogas produced in a prototype double chamber plug-flow (anaerobic) digester, with a total liquid volume capacity of 120 L, as part of an experiment regarding bird and fodder plant waste and residue of the Lab of Agricultural Constructions of Agricultural University of Athens (AUA). The device is capable of continuously recording biogas production rates and further data processing depending on the needs of the digester operation, thus providing the user with the advantage of handling a flexible, low cost, fully automated multi-functional device. The prototype experimental double chamber plug-flow digester was supplied with corn silage residue once a month and wastewater of mechanically separated dairy farm waste once a week. This study is structured in two parts. The first is the theoretical and the second is the experimental. The theoretical (bibliographic) contains two modules. One deals with anaerobic digestion and the other refers to dairy cows.