Biogáz fejlesztő házilag

Tengermély tiszteletem!

Egyszer majd szeretnék megtanulni pálinkát főzni. Aztán ha sikerül, szeretném magam előállítani a pálinkámat az elejétől a végéig. Emellett másra is jó lehet, ha ingyen van hozzá az energia...

Az ötlet

Sokat gondolkoztam már azon, hogy az egyébként elég drága lefőzési folyamat költségeit hogyan lehetne optimalizálni, esetleg nullára redukálni. Bármerre indultam el, mindig oda lyukadtam ki, hogy ha magamnak csinálom, akkor is az energiafelhasználás lesz a sok pénz. Valahogyan ezeket a költségeket kell csökkentenem. Nyilvánvaló, hogy ha magamnak főznék, akkor munkadíjat nem számolnék, de energiafelhasználásom akkor is lenne vagy villamos energia, vagy gáz, esetleg tűzifa felhasználásából. Megnéztem, hogy ezekből melyik az, amelyiket a legkisebb befektetéssel tudom kiváltani házilagos megoldással, túlnyomó részt otthon is megtalálható anyagok felhasználásával.

Sokat nem kellett gondolkoznom, a villamos energia egyelőre kiesett. Tervezem napelemes rendszer kiépítését, de jelen cikk írásakor még csak a tervezési fázis elején járok, és tudom, hogy messze még a vége. A tűzifát azért vetem el, mert nehezen lehet szabályozni az égést, és félek, hogy odaégetném a dolgokat, emellett nincs erdőm, vagyis ugyanúgy pénzt adnék ki a fáért. Maradt a gáz. Normál esetben két alternatíva az, ami elérhető: a földgáz (vagy vezetékes gáz), és a PB-gáz (palackos gáz). Mindkettő nagyon praktikus, de a kényelmet meg kell fizetni. Hogyan lehetne éghető gázt előállítani? Szerencsére a természet megoldotta helyettünk ezt a kérdést. Ott van még harmadik lehetőségként a biogáz-fejlesztő, ami remélhetőleg elegendő energiával tudja ellátni ezt a főzőberendezést. Az eszköz tervezésének és építésének minden lépéséről be fogok számolni. A cikk eleje száraznak tűnhet a rengeteg számolás és agyalás miatt, de szükség volt ezekre, majd látni fogjátok. Nézzük meg, hogyan lehet otthoni viszonyok mellett előállítani biogázt!

A kutatás

Mielőtt a témába belebonyolódunk azt mindenki tartsa szem előtt, hogy a biogáz is egy éghető gáz, ami levegővel keveredve robbanásveszélyes gázelegyet alkot, ráadásul alattomos, mert normál esetben semmi szaga sincs, így észrevenni sem egyszerű! Ezeket mindenki tartsa szem előtt a teljes projekt alatt!

Interneten böngészve találtam rengeteg házi és néhány gyári megoldást is a problémára. Igen, léteznek gyártók, akik készítenek otthoni biogáz-fejlesztő rendszereket, de mi magunk is elkészíthetjük ennek az otthoni változatát. Az általam keresett megoldás olyan, hogy konyhai hulladékokból (ételmaradék, zöldség és gyümölcshéj, elhasznált sütőolaj), kerti hulladékokból (levelek, levágott fű), és akár háziállatok ürülékéből is képes gázt fejleszteni.

Amit eddig találtam a folyamatról az eléggé érdekesé teszi az alkalmazható megoldások körét.

Vegyük sorra, miket is kell tisztáznom, mielőtt tényleg nekiállok az építésnek:

• A matek: mennyi gázra is van szükségem, és mennyit tudok előállítani
• A működési elv (kémia, mikrobiológia, üzemeltetés, ...)
• A tervezés
• A tárolás
• Maradék anyagok felhasználása
• Gázminőség javítása

Hát akkor kezdjük! Ez érdekes kör lesz, de még egyszer felhívom a figyelmét mindenkinek a robbanásveszélyre!

A matek

Elsőként jó lenne tudni egy 40 literes pálinkafőző energiaigényét a teljes folyamatra kivetítve. Amit találtam ezzel kapcsolatban, az rendkívül érdekes. Idézem a snapszmester.hu-n talált cikk részletét:

"A fűtőteljesítmény az üst minden 10l-jére 1kW legyen, tehát 30l-es főzőhöz 3kW. Így a felmelegítés 1óra, innen számítva a cefrefőzés 2,5 óráig tart, a tisztázás 4 óráig."

Én 40 literes főzőt szeretnék használni, tehát 4kW-os gázégő kell. Ez összesen 7,5 órát fog üzemelni ezek alapján:
4kW x 7,5óra = 30kWh energiára van szükségem.
Idézem a Wikipédián talált adatokat:

"Magas energiatartalma miatt (kb. 50 - 60% metán) energiatermelésre lehet hasznosítani. A biogáz energiatartalmát a metántartalomból lehet következtetni: 1 m³ metán 9,94 kWh energiát tartalmaz. 60%-os metántartalom esetén 1 m³ biogáz 0,6 l tüzelőolaj energiájával egyenértékű."

Ennek megfelelően egy köbméter biogáz (60%.os metántartalommal számolva) 5,96 kWh. Több helyen is megtaláltam, hogy nagyjából mennyi energiát tartalmaz, és szinte mindenhol egységesen 6 kWh/m³-t említenek meg. Az egyszerűség kedvéért számoljunk 5,5 kWh-val, ugyanis valószínűleg az előállított gáz is eleinte alacsonyabb metántartalommal bír, és így keletkezik egy kis tartalék a rendszerben. Tehát, ha 5,5 kWh van egy köbméterben, akkor nekem 30/5,5 = 5,45 m³ biogázt kell tárolnom valahogyan.

Adjuk lejjebb az igényeket, és nézzük 30 liter esetén:
3 kW x 7,5 óra = 22,5 kWh energiaigény,
22,5/5,5 = 4,09 m³ biogáz szükséges.

Van itt még egy fontos dolog, ugyanis kisüsti eljárásról lévén szó, két lépcsős lepárlásról beszélünk, vagyis a finomításhoz írt 4 óra egy teljesen külön téma lesz. A dolgot egyszerűsítve csak a fele gázzal kell rendelkezni a cefre főzéséhez, a többit a fejlesztő ráér megtermelni utána, nem kell egyszerre a teljes mennyiség, vagyis 40 literes főző esetén 2,75 m³, 30 literes esetén 2,05 m³ gáz is elegendő egyszerre. Ez eddig egész kivitelezhetőnek tűnik.

Rendben, hogy ennyi kell, de mégis mennyi gáz várható? Hát itt aztán van mindenféle infó. A legrosszabb, amit találtam, az 20 m³, a legjobb viszont 800 m³ egy tonna hulladékból. Ha valóban 20 m³, akkor az nem a legjobb hír, ugyanis a 4 m³ gázhoz is 200 kg hulladékot kell feldolgozni. De az a 800 m³-es verzió már érdekesebb. Mondjuk azt, hogy csak a negyede igaz, és 200 m³ gázt tudok előállítani tonnánként, akkor elméletileg 20 kg hulladékból megvan a 4 m³ gáz! Na ennek kell utánajárnom!

Találtam egy oldalt, ahol a manusz biogázzal főz (elmondása szerint) néha kétszer is egy nap, és ehhez mindössze 2 kg konyhai maradékot dob bele a fejlesztőbe naponta. Találtam egy másik nagyon érdekes olvasnivalót is, ebből szeretnék idézni:

"A gyakorlatban a különféle szerves anyagok egy kilogramm szárazanyagából mintegy 230-400 liter biogáz kinyerésével lehet számolni. Az elméletileg lehetséges érték: 587-1535 l/kg. Ezen belül a hevítő hatású trágyáknak, valamint a cukorrépa-, a kukorica- és az élelmiszeripari termelés melléktermékeinek a legkedvezőbb a fajlagos biogáztermelésük. Ez még fokozható az alapanyagok keverésével, mely további 1-40%-kal javíthatja a gázkihozatal hatásfokát. Legmagasabb a metántartalma a szennyvíziszapokból erjesztett biogáznak (70%), ezt követi a mezőgazdasági melléktermékekből (60-65 %), majd a szilárd települési hulladékokból (50 %) nyerhető gáz metántartalma."

Forrás: BAI, Attila: Biogáz előállításának technológiája (Szerzői jog © 2011 Debreceni Egyetem. Agrár- és Gazdálkodástudományok Centruma; Formátum: PDF)

No, ez már tényleg biztató! Kezd hihetővé válni az előző 2 kg-os dolog. Nézzük a legrosszabb esetet, vagyis kilónként 230 liter gázt. Nekem összesen 4 m³ biogázra van szükségem, vagyis 4000/230 = 17,4 kg hulladékra van szükségem, és ezt sem egyszerre kell prezentálni. Ugyanez a legjobb esetben sokkal szebben néz ki: 4000/400 = 10 kg. Az igazság valahol a kettő között lehet szerintem, de majd kiderül. Azt már most sejteni lehet, hogy az általam elkészíteni kívánt rendszer nem folyamatos betáplálású lesz, hanem a kierjedés után üríteni kell, majd ismét feltölteni. Ez még változhat, de eddig ez a legvalószínűbb. Ha 120 literes hordóból készítem el a fejlesztőt, és azt kb. félig töltöm hulladékkal, arra az előkészített indító löttyöt (erről később még lesz szó), majd feltöltöm teljesen vízzel, akkor a betöltött hulladékra számolhatok durván 60kg-ot. A legrosszabb esetet feltételezve: 60x230=13800 liter gáz, azaz közel 14 m³ gáz az elméletileg elvárható mennyiség egyszeri töltéssel!!! Ne legyünk optimisták, és mondjuk azt, hogy mindössze 50%-os hatásfokkal tudom üzemeltetni a berendezést, akkor is 7 m³ gáz várható egy töltéssel, ami bőven túlteljesíti az elvárásaimat.  Azt hiszem, hogy lassan a következő fázisba kell lépnem, mert egyre valószínűbbnek tűnik, hogy a dolog működhet! De mielőtt nagyon előreszaladnék, ott van még a működés és a tárolás kérdésköre.

A működés, azaz vajon működik-e a kémia?

Az eddig talált információim szerint a működés "viszonylag" egyszerű. Nem fogok mindenféle kémiai egyenleteket, meg mikrobiológiai összefüggéseket irkálni, engem sem azok érdekelnek. Szeretném, ha mindenki megértené, de csak a lényeget! Ismét idézek egy részletet:

"A biogáz szerves anyagok anaerob erjedése során képződő, a földgázhoz hasonló, rendkívül sokoldalúan felhasználható légnemű anyag. Előállítására bármely, az élelmiszergazdaságban és a kommunális szférában képződött szerves anyag alkalmas. A folyamat spontán módon is lejátszódik mélyvízi tengeröblökben, mocsarakban és hulladéktároló telepeken, azonban mesterséges beavatkozással a gáztermelés hatásfoka megsokszorozható. A mikróbák együttműködésével nyert gáz mintegy 50-70 % éghető metánt, 28-48 % égésre képtelen széndioxidot és 1-2 % egyéb gázt, elsősorban kénhidrogént és nitrogént tartalmaz."

Forrás: BAI, Attila: Biogáz előállításának technológiája (Szerzői jog © 2011 Debreceni Egyetem. Agrár- és Gazdálkodástudományok Centruma; Formátum: PDF)

Innen talán csak az "anaerob" szó szorul magyarázatra, ami annyit jelent, hogy oxigéntől elzárt környezetben zajlik le az erjedés. Ellenkező esetben szinte csak szén-dioxidot fejleszt a trutymóból (nevezzük így azt a dolgot, ami majd ebben a szerkezetben lötykölődik). Ha feltételezzük, hogy meg tudom teremteni az ideális környezetet a trutymó számára, akkor feltételezhetően működni is fog a dolog. Füvem van, hiszen az udvarban hetente keletkezik durván fél köbméter aprított fű (fűnyírás). Az index.hu fórumon van egy téma indítva, ahol ezt vesézgetik, és ott olvastam, hogy a kétszikűek még nagyobb mértékben adják a metánt, azt pedig gyomok formájában tudom neki adagolni rendesen, majdnem egy köbmétert havonta. A kutya is eszik szépen, és ahol van bevétel, ott kiadás is, így legalább megoldódik a kutya-végtermékek elhelyezésének problémája. Ételmaradék minden háztartásban van, és a rántott húst is szeretjük, szóval lesz használt étolajam is bőven. Úgy tűnik, üzemanyagom is akad hozzá. A folyamat beindításához kell egy előre elkészített kultúra. Ehhez kell szerezni valahonnan valamilyen növényevő állattól trágyát. Méghozzá frisset (max 3 napos!). Szóval mehetsz a legközelebbi marhatelepre, vagy szomszédhoz, akinek van lova, kecskéje, birkája, malacai, viszel magaddal két diszperzites vödröt, és szépen összeszedsz egy kis ...... kulát! Bizony! Mindkét vödör félig legyen ám! Ezt hazaviszed, felöntöd vízzel, jól elkevered, és lefeded. Ne zárd le, mert felrobban, és azt ugye nem kell ecsetelnem, hogy mivel járhat egy ilyen történet! Ezután különböző időket ír, hogy mennyit kell hagyni állni, van, ahol 2 hét, van, ahol 30 nap. Ez ügyben még kutakodnom kell, de ettől a résztől egy kicsit én is tartok. Az ember igyekszik a kulától megszabadulni, erre most meg pont az fog kelleni... de a tudomány érdekében mindent!

Ezen cikk írása közben folyamatosan végzem a kutatást, és az indító-kultúrához találtam újabb információt. A trágyát vízzel fele-fele arányban keverik el (kivéve a sertéstrágyát, mert ott 10 l víz kerül 5 liter trágyához), majd azonnal beleöntik a fejlesztőbe, nem várnak vele. Belegondolva logikus a dolog, hiszen ugyanaz a folyamat zajlik le a fermentorban (gázfejlesztő), mint az állatok emésztőrendszerében. A baktériumok oxigénmentes környezetben bontják le az elfogyasztott növényi eredetű tápanyagot, majd a salakanyagok hátul távoznak, de biztosan kerül ki a salakkal baktérium is az állatból, amit begyűjtünk, és felhasználunk a fejlesztőhöz. Ezért kell frissnek lennie a trágyának. Ezután ugyanúgy etetni kell majd a fermentort, mint a jószágokat. Egyre több részletre derül fény, de van még elég sok homályos felület. Menjünk tovább!

Eddig annyit tudok, hogy otthoni viszonyok mellett is prezentálható az a mennyiségű szerves hulladék, ami a folyamat megfelelő gáztermeléséhez szükséges. Van itt még egy dolog a folyamat mikrobiológiájával kapcsolatban, ez pedig a hőmérséklet. Több helyen (jellemzően fórumokon) is aggályaikat fejezték ki emberek azzal kapcsolatban, hogy erősen hőmérséklet-függő a termelés. A trutymónak ugyanis 30-40 fokra van szüksége az optimális működéshez. Belegondolva az állatok beleiben is állandó 34-38 fok van. Alatta is megy elméletileg, csak csökken a gázkihozatal. A magasabb hőmérséklettel az a baj, hogy ott már más baktériumtörzsekre van szükség, ami elszaporodik ugyan a trutymóban, de sokkal érzékenyebb lesz minden apró változásra. Igaz sokkal gyorsabban is termel, de én úgy gondolom, nem éri meg nekem a sokkal bonyolultabb rendszer, hogy felére csökkentsem a gáztermelés idejét. Emellett nem elhanyagolható maga a tény, hogy a gáztermelés folyamatos lesz így is. Csak ebben a 30-40 fokos hőmérséklet-tartományban durván 20-30 nap alatt erjed ki teljesen a trutymó. Amit még nem tudok, hogy mikor indul majd be a gáztermelés, és mikor éri el a csúcspontot? Ezekről nem találtam semmiféle iránymutatást. Az általam olvasott dolgokból arra tudok következtetni, hogy mivel a trutymó összetétele nem homogén (többféle anyagból áll), így valamikor az 5-7.nap körül kezd igazán beindulni, és a 15. nap körül érheti el a csúcsteljesítményt. Ezek persze csak találgatások, majd a gyakorlat megmondja a frankót. Ehhez is találtam újabb infót! A gázfejlesztés gyakorlatilag azonnal megkezdődik, csak az első pár napban még nagyon lassan fogja fejleszteni, és a még benne lévő levegő miatt viszonylag alacsony metántartalommal bír. A fejlődő gáz java az elején még szén-dioxid, de ez gyorsan megváltozik, mert elhasználja a beszorult levegőt. Azt is sikerült kiderítenem, fogy a fermentort a maximum űrtartalmának 75%-áig (3/4-ed rész) érdemes feltölteni. Alultöltés esetén a kevesebb anyag mellett sok lesz a levegő, vagyis sokáig fog szén-dioxidot termelni. A túltöltést még nem tudom, hogy miért gond, de majd kiderítem (gondolom kell egy minimális hely a fejlődő gáz terjeszkedéséhez).

Amit szabad, és amit nem szabad

Van itt még egy fontos dolog, mégpedig az, hogy nem szabad bármit beledobálni a fermentorba. A dolog logikus, hiszen az állatnak sem dobsz oda akármilyen kaját. Az biztos, hogy szemben a komposztálóval, a fermentor "megeszi" a hús- és halmaradékokat is, bele mehet a sütőolaj és a zsír is, de azzal módjával! Olaj és zsír esetén számolni kell vele, hogy a gázfejlesztés hirtelen meg fog ugrani a nagyon elszaporodó baktériumok miatt, de ezeket utána etetni is kell, mert a folyamat leállásához is vezethet, ha hirtelen megvonjuk tőle a magas zsírtartalmat. Szóval, ha nem fogjuk folyton olajjal és zsírral etetni a fejlesztőt, akkor célszerű kis adagokban hozzáadni, hogy ne ugrásszerű legyen a változás. Szintén nem célszerű nagy darabokban beledobálni az üzemanyagnak szánt motyót. Célszerű valamivel ledarálni, összezúzni, felaprítani, vagy bármi, amivel kis darabokat lehet csinálni. Emellett gondoskodni kell a folyadék utánpótlásáról is, meg kell itatni néha a házi konyhamalacot. Több helyen is találkoztam azzal, hogy amit viszont TILOS beledobni, az a vöröshagyma és a tojáshéj. A hagyma gondolom a baktériumölő hatásának köszönhetően nem jó ötlet, a tojáshéj pedig talán a mésztartalom miatt ellenjavallt. Még nem tudom viszont, hogy mit szól majd a fermentor a kávézacchoz, de én egyelőre nem fogok beletenni, jó az a komposztba is. A másik a magas fehérjetartalmú dolgok. A szénhidrátok bontása oké. Az olaj és zsír szintén. De nem tudom, mit szól majd a fehérjetartalmú dolgokhoz. Erről külön nem találok információt egyelőre. Mindenhol csak annyit említenek, hogy a konyhai ételmaradékokkal szépen üzemel a fejlesztő. Ebből arra következtetek, hogy a túrós tészta maradékot nem fogom megmosni a túrótól, hanem egy-az-egyben bele fogom nyomni az ilyeneket, és ennyi. Bár, ha a sejtésem nem csal, hasonlóan az állatok emésztőrendszeréhez, itt is magasabb kén-hidrogén fejlődéssel fog járni a magasabb fehérjebevitel, ami a keletkezett biogáz minőségére lehet hatással. Amire viszont mindenképpen oda kell figyelni, hogy nem szabad elsavasítani a trutymót, mert akkor a folyamat megáll. 7-8-as pH-t írnak a legtöbb helyen

A fűtés

Írtam korábban, hogy 30-40°C az igazán frankó ennek a dolognak. Az első gondolatom a villanyfűtés lett volna, de akkor megfőzöm villanyrezsón a cefrét, és ennyi, értelmetlen volt az egész eddigi kombinálás. A következő gondolat a napkollektor. Valamit tisztázni kell. Csak nyáron, illetve ősszel szeretném használni ezt a rendszert, legalábbis egyelőre. Ergo nappal a napkollektorral felmelegített víz az esti "hidegebb" óráktól szépen tudná fűteni a trutymót, ami remélhetőleg szépen dolgozna folyamatosan. A fűtésben vizet tudok elképzelni, amit egy szivattyú keringetne, azonban ehhez szükség van egy puffertartályra is, hogy a nappali meleg vizet el tudja tárolni. A padlófűtéseknél használt keverőmegoldással a pufferből érkező forró vizet 30-40 fok közé simán  be lehetne egy szabályozóval állítani, és már csak a hőszigetelés van hátra, amit természetesen tuti raknék rá. Nappal a túlmelegedéstől védi, este a kihűléstől, és így kisebb puffer is elég lenne mellé. Egyelőre azonban nem fogom kiépíteni a fűtést, esetleg egy későbbi fejlesztés témaköre lehet majd, ugyanis az elsődleges dolog ezzel a rendszerrel az lenne, hogy megmutassa, hogy mennyire működőképes, és mennyire költséghatékony. A fűtés témakörét egyelőre be is fagyasztottam.
Ezért szép ez a témakör, mert itt szinte percről-percre változnak a dolgok, ahogy ásom bele magam a témába. Az történt ugyanis, hogy reggel felébredve kinéztem az udvarra, és meglepődtem. 14°C van kint. Na ez már elég hideg. Ha fűteni nem is fogom, de a hőszigetelésre tényleg kell gondolnom. Egyelőre az a tervem, hogy üveggyapottal, vagy kőzetgyapottal körbe fogom tekerni a hordót, alá pedig teszek lépésálló hungarocellt, hátha tudom ezzel valamennyire stabilizálni a hőmérsékletet.

Megtérülés

Na igen, ez az érzékeny része a projektnek! Mennyi idő alatt leszek legalább a pénzemnél? A téma összetettebb, mint aminek látszik. Az egyik, ami miatt még kicsit korai erről beszélni, hogy a tervezési fázis elején vagyok, nem nagyon tudom még az alapanyag-igényét az eszközöknek, de egy hozzávetőleges számításhoz szerintem már rendelkezem elég információval. A másik, hogy a tárolás kérdése egyelőre nagyon nincs megoldva, de ettől egyelőre eltekintek (csak érdekességképpen megemlítem, hogy ez nem csak házi körülmények között jelent problémát). A spórolós projektek abból a szempontból érdekesek, hogy mindegyik igényel egy valamivel (a megszokott kiadásokhoz képest legalábbis) nagyobb horderejű kiadást. Gondoljunk csak egy napelemes rendszerre! Akár milliós tételeket is ki kell fizetni ahhoz, hogy utána "ingyen" legyen az áram. Igen, de lehet, hogy a valóságban csak 10-20 év múlva lesz tényleg ingyen az áram, ugyanis akkora térül meg.
Esetünkben a palackos gázzal kell számolnom, hiszen elsősorban azt fogom kiváltani ezzel a megoldással. Kutatásomnak hála megtudtam, hogy egy palack gáz durván 5 m³ gázt tartalmaz. Ami nekünk még fontos, hogy a fűtőértéke sokkal jobb, mint a biogázé, megközelítőleg 25 kWh energia rejlik egy köbméter palackos gázban. Ez majdnem ötször keményebb, mint a biogáz 5,5 kWh-s energiatartalma. Ami a lényeg, hogy egy palack gáz (kb. 125 kWh) egyenértékű 125/5,5 = 22,73 m³ biogáz energiatartalmával. Ha feltételezzük, hogy a mi rendszerünk nem lesz valami überfasza hatásfokú dolog, és a legrosszabb kilónkénti gázkihozatallal számolunk, akkor (230 liter gáz / 1 kilogramm szerves hulladék) 22,73/0,23 = 98,82 kg vagyis közel 100 kg hulladékból nyerhető ennyi biogáz. Mivel nagyjából 60 kg szerves hulladékot fog befogadni a 120 literes fermentor, így elvileg 2 töltésből megoldható egy palack gáz fejlesztése, de ha a hatásfokot 50%-ra leveszem, akkor is maximum 200kg, vagyis 4 töltés, de ez a legrosszabb forgatókönyv szerintem. Ennyi hulladékot simán termelünk a fűnyírásból eredő zöldhulladékot is beleszámítva.
Nézzük az alkatrészek költségeit! Jelenlegi árakon számolva az alábbi alkatrészeket kell megvenni (közelítő értékek; ez csak terv, nem a tényleges kiadás):

• Hordó: 8.000 Ft (120 literes)
  
• ⌀110 PVC cső: 1.200 Ft (2 méter; nekem épp van, de ennyi az ára)
• ⌀40 PVC cső: 600 Ft (2 méter)
• 2 db ⌀40-es PVC könyök: 300 Ft (150 Ft/db; 90°)
• 2 db gázcsap: 5.000 Ft (2.500 Ft/db; 1/2")
• 6 db tömlővég: 3.000 Ft (500 Ft/db; változó méretek)
• 2 db T-ág: 520 Ft (260 Ft/db; 4mm; műanyag)
• 10 m szilikon tömlő: 6.000 Ft (600 Ft/m; 4mm; átlátszó)
• Szorítóbilincsek: 1.000 Ft (becsült érték)
• 1 tekercs teflonszalag: 300 Ft
• Ragasztó: 1.500 Ft (kétkomponensű epoxy)

Tároló nélkül itt tartunk: 27.420 Ft. Én saját magamnak 30.000 Ft-ot határoltam be összesen a projektre, de eddig úgy néz ki, hogy egy kicsit átlépem, mert a tároláshoz a próba idejére biztosan autógumit fogok használni, abból is legalább kettőt, az még durván 5.000 Ft lesz összesen, tehát 32.420 Ft lesz első körben a játék. A fermentort szerintem készre tudom tervezni, a tároláson még agyalnom kell, de így legalább majd ki tudom próbálni a rendszert, és meglátom, hogy mennyi gáz fér bele ennyi gumiba.

Egy palack gáz ára jelenleg 5.000 Ft-ba kerül, HA van palackod! Ha nincs palack, akkor 16.800 Ft + 5.000 Ft azaz 21.800 Ft. Hoppá! Ha nincs palackod, akkor 10.000 Ft az ingyen gáz, vagyis a második palackcsere után ingyen van a gáz a biogázzal (a fejlesztőt is csak egyszer kell megvenni). Ha van már palackod, akkor 6-7 csere után térülne meg, ahhoz pedig elég sok pálinkát le kell főzni, vagyis ott már években beszélünk a megtérülésről. Természetesen itt most csak egy konkrét dologhoz akarjuk használni a biogázt, de ha például van egy nyári konyhád, és ott a tűzhely egyik rózsáját átalakítod, vagy külön rezsón használod ki a gázt, akkor akár főzhetsz is vele naponta, mert annyit elméletben bőven fog termelni. Én is még kombinálok a megtermelt többletgáz hasznosításán, de egyelőre jobb ötletem még nincs. A lényeg, hogy én meg fogom csinálni magamnak a biogáz fejlesztőt, mert érdekel, hogy meg lehet-e csinálni, meg tök jó kihívás. Mindenki döntse el magában, hogy neki megéri-e! Ha igen, olvass tovább! Ha nem akkor is olvasgathatsz, csak nem biztos, hogy innen érdekelni fog. Teljesen egyértelmű, hogy minél több felhasználási módot találsz a biogáznak, annál hamarabb térül meg a befektetés, és attól a pillanattól kezdve teljesen ingyen dolgozik

A tervezés

Elég sok dolgot tudunk már erről a dologról, de van még amit tisztázni kell. Átgondoltam egy kicsit jobban, hogy melyik konstrukciót is akarom megépíteni. Említettem korábban, hogy az egyszeri betöltéses módszert fogom választani, azaz a szakaszos erjesztést, de végül mégis a folyamatos etetés mellett döntöttem. A gázhozam ennél a megoldásnál is kielégítő, és nem kell minden indításhoz újra megcsinálnom a starter-kultúrát, vagy a trutymóból annyit menteni, ami elég a következőhöz. Most nézzünk meg egy videót, azok közül, amiket találtam:

Ez talán az egyik legrészletesebb bemutató, amiket láttam a Nagy Videómegosztó Portálon. A legtöbb esetben egy kis mezítlábas indiai srác furkál egy hordót, aztán kinyit egy csapot, majd meggyújtja a slag végét. Itt viszont a méretek kivételével megvan minden, ami kell hozzá. Íme még egy megoldás másfajta tárolóval a mezítlábasoktól:

Egy dolog már biztos, hogy az enyém is 120 literes hordóból fog épülni. 75%-ig töltve is bőven több, mint 4 köbméter gázt tud fejleszteni (elméletileg). A betöltőcső méretét viszont nagyon meg fogom emelni, mert a 40-es átmérő nekem nagyon kicsinek tűnik. 110-es PVC-t fogok használni, ugyanis én zömében fűvel és konyhai maradékkal tervezem az etetést. A kimenethez jó lesz a 40-es cső, elvégre elvileg folyadék fog kijönni a másik végén. Hosszas agyalás után eldöntöttem, hogy a töltőcső nem a fedélen lesz függőlegesen  kialakítva, hanem a hordó oldalába fogom tenni döntve. Ettől azt remélem, hogy a betöltési folyamat kényelmesebb lesz, illetve a friss anyag könnyebben fog lemenni a szerkezet "torkán", és így biztosan a közepére kerül mindig. Már most látom, hogy a megfelelő légtömörség kialakítása lesz a legnehezebb, pláne úgy, hogy például a fedél bontható maradjon. Az alábbi rajzon megpróbálom megmutatni, hogyan is tervezem magát a fejlesztőt megépíteni:

A tárolás

Tételezzük fel, hogy szépen dolgozik a fejlesztő, ontja magából a biogázt. Az a baj ezzel, hogy 4 m³ gázt nem tudok eltenni a fészerbe, hogy majd onnan felhasználom, ha kell, de még kettőt sem. Jó lenne, de nem így megy, illetve nem teljesen. Az előző két videóban két módszert is mutattak erre, az egyik a "gázzsák" használata, a másikról annyit sikerült kiderítenem, hogy talán "gazometer"-nek hívják. A gázzsák pontosan az, aminek a neve is mutatja, egy zsák, ami meg tudja tartani a keletkezett gázt a későbbi felhasználáshoz.

Profi, de drága

Professzionális felhasználáshoz ezek a gyári megoldások az ideálisak. A gond csak annyi, hogy százezres nagyságrend lenne megvenni egy ilyen pár köbméteres zsákot. Annyi pénzért pedig elég sokáig el lehetne szaladgálni a gáz-cseretelepre, hogy visszahozza az árát. A házilag készített poli-etilén zsákokban értelemszerűen nem bízok. A gázzsák szerepét az első videóban egy használt autógumi-belső látja el. Ahogy fejlődik a gáz, szépen belemegy a gumiba, kvázi "felpumpálja" azt. Innen néhány csap elzárásával, és a gumi lesúlyozása által létrehozott nyomással lehet kicsalogatni a megtermelt gázt.

Egyszerű és olcsó, de működik

Nem tűnik rossz megoldásnak. Viszonylag olcsó, bármikor tudom bővíteni, a cseréje egyszerű, mindenképpen el kell gondolkodnom rajta. Ha valakinek nem lenne egyértelmű, hogy hogyan lesz nyomás a zsákokban, annak elmondom. Tök egyszerű: a gázfejlesztőt lezárni, a zsákra valamilyen súlyt kell helyezni, és nyithatod a csapot. Ha a gáz elfogyott, a fogyasztót elzárod, leveszed a súlyt, nyitod a fejlesztőt, és kezdődik elölről. Természetesen a fejlesztő nem lehet sokáig zárva, mert akkor a túlnyomás valahol galibát is csinálhatna, ha nincs biztonsági szelep beépítve.
A második videó az úgynevezett gazométert használja. No ez egy érdekes szerkezet. Találtam róla egy egészen frankó szemléltető ábrát:

Gazométer

Talán nem is szorul különösebb magyarázatra. Két egymásba fordított hengerről van szó, ahol a kisebb megy a nagyobba, és a kisebb is van felül. Az alsóba víz van betöltve. Két cső van bevezetve, mindkettő a két henger és a víz által bezárt részbe lóg bele, a víz szintje fölé. "Gas In" csőre csatlakozik a fejlesztő. A keletkező gáz elkezdi betölteni a zöld rész, majd a nyomás emelkedésével felemeli a felső hengert, ahogy egyre több gáz áramlik a gazométerbe. Túlnyomás nem tud kialakulni, mert legrosszabb esetben a víz elengedi a túlnyomást. Kivenni a gázt a "Gas Out" csövön lehet. A felső henger súlya eleve létrehoz nyomást a rendszerben, de a henger tetejére helyezett megfelelő súllyal a nyomás itt is egyszerűen növelhető kivételkor.
Nekem mindkét megoldás nagyon tetszik, de mégis azt érzem, hogy az autógumis megoldásból többet tudok kihozni kevesebb pénzért. Az én (egyelőre még csak elképzelt) megoldásom egy ilyesmi szerkezet:

Az elképzelt tárolórendszer

Az, hogy a szerkezet állítva, vagy fektetve van, jelenleg részletkérdés, én most fektetve rajzoltam. Működése egyszerű, a feltöltött ballonból a rugó összehúzó ereje fogja kinyomni a nyomólapok segítségével a gázt. A ballonok feltöltése egy kicsit komplikáltabb, ahhoz ugyanis célszerű a nyomást levenni a gumikról. Ehhez kell majd valami, ami a rugóerő ellen tud dolgozni, vagy csak szimplán kiakasztom arra az időre a rugót. A rugót helyettesítheti egyébként például egy darab tégla, vagy kő, vagy bármilyen súly, amit a felső nyomólapra teszünk, és ez állítja elő a megfelelő nyomást. Ha több gáz kell, akkor csak több súlyt kell a tetejére tenni, és máris megnöveltük a nyomást. A kísérlethez a súlyokkal operáló változat lesz szerintem a nyerő az egyszerűsége miatt.

Elvi rajz

A könnyebb megértés kedvéért csináltam egy egyszerűsített ábrát. A tárolóból ugyanis elég érdekesen lehet a gázt kivenni. Először el kell zárni a fermentor gázcsapját, nyomás alá kell helyezni a tárolót (pl. rátenni a súlyokat), majd ez után lehet nyitni a fogyasztó csapját, és használni a gázt. Ha elfogyott a gáz, akkor a fogyasztó lezár, tartálynyomást levesz, fejlesztő kinyit, tartály töltődik. Igen ám, de a gáz akkor is fejlődik, ha mi épp használni akarjuk a tárolóból. Erre két megoldást agyaltam ki. Van a pocsékolós: be kell építeni vagy egy túlnyomószelepet, vagy még egy sima csapot a fejlesztőre, ahol a túlnyomást simán elengedjük (a gyári megoldás a túlnyomószelepes változat), vagy összerakunk még egy ugyanilyen tárolót, ahol az addig keletkező gázt tárolni tudjuk. Nekem a két tárolós megoldás a szimpatikusabb, és az esetleges hosszútávú használat során biztos, hogy ilyen megoldást alkalmazok majd (ha lesz ilyen egyáltalán).

Maradék anyagok felhasználása

Erről még kell egy kicsit beszélni, ugyanis ennek a folyamatnak is lesz salakanyaga. Többször említettem az állati gyomorhoz hasonló működést. Igen, most is ezt kell végiggondolni. Ahol van bevétel, ott kiadás is lesz. Itt sincs ez másképp. VISZONT, ennek az elmondottak alapján semmi szaga sincs, és tárolni sem kell, ugyanis nagyon magas tápértékű természetes trágya a végtermék. Visszatérek kicsit az alapötlethez, vagyis szerves hulladékból gáz, és azzal főzni pálinkát. Én azt tapasztaltam, hogy jellemzően azok szoktak pálinkafőzéssel bajlódni, akinek van gyümölcse is hozzá. Én is magam próbálom megtermelni, amit lehet. Éppen ezért a jó minőségű szerves trágyára nagy szükségem van. Ezért is csináltam a komposztálót anno. Szóval a végtermék elhelyezése végtelenül egyszerű, csak ki kell önteni a növények alá, nem igényel semmiféle utókezelést.

Gázminőség javítása

A biogáz sajnos nem egy túl tiszta gáz. Mit is jelent ez? Van benne például nem éghető összetevő CO₂ formában, tartalmas kén-hidrogént, kis mennyiségben. Ha ezektől valahogyan sikerülne megszabadulni legalább részben, akkor sokkal magasabb fűtőértékű biogázzal tudnánk dolgozni. Nagyüzemi körülmények között léteznek olyan tisztítási eljárások, ahol a metántartalmat képesek 90% köré, vagy akár az fölé is vinni, tehát a biogáz fűtőértéke ilyen formában akár vetekedhet is a földgázéval. Többfajta tisztítási eljárás is ismert. A gond az, hogy ezek egyikét sem tudjuk házilagos körülmények között megvalósítani, így nincs más megoldás, a levegőt minél jobban ki kell zárni a rendszerből, ezzel minimalizálva a keletkező szén-dioxidot.

A tákolás

Az elméleti okfejtések után nézzünk egy kis gyakorlati megvalósítást. A szerelések egyes lépéseit megpróbálom részletesen dokumentálni, igyekszem mindenről videót készíteni, ha valahol úgy érzem, hibáztam a tervezésnél (biztos lesz ilyen), akkor előre szólni fogok, mielőtt valaki utánam csinálná a baromságokat is.

FIGYELEM!!! Robbanásveszélyes gázzal fogunk dolgozni! Mindent kétszer is ellenőrizzetek, mielőtt egyszer hülyeséget csináltok!

Első lépésként megvettem a csapokat, a csővégeket, bilincseket, és a gázcsövet.

Gázelvezetés alkatrészei

Az összes képen látható dologért kereken 11.000 Ft-ot fizettem, de a gázelvezetést gyakorlatilag meg is oldottam ezzel. Meglepetésemre találtunk olyan csatlakozót, amivel az erjesztőtartályból a kiállást is meg lehet oldani. A tervezetthez képest vastagabb csövet (⌀10 mm) vettem, de csak azért, mert a boltban ehhez a mérethez volt meg minden más dolog. Az árakat szem előtt tartva eredetileg műanyag T-ágat gondoltam, de csak réz elemekkel tudták a boltban megoldani a kérésemet. Semmi gond, működni fog, sőt, sokkal tartósabb, viszont drágább is. A csapból nem volt olcsóbb. Sajnos elfelejtettem megkérdezni tételesen az árakat. Ami biztos, hogy a csőnek 200 Ft volt métere, és csak 5 métert vettem, mert a kísérlethez elég ennyi is, illetve a bilincsek (AWAB 8-12) darabja 80 Ft volt, és 8 db-ot vettem. Ezután elmentem a helyi háztartási boltba, és vásároltam egy szép zöld 120 literes cefréshordót 7.000 Ft-ért.

A mesterséges "gyomor" fő alkatrésze

A legutóbbi vízszerelésünk alkalmával megmaradt egy 2 méteres 110-es PVC csövem, így a töltőcső is megvan már. A fermentor alkatrészei szépen lassan összeállnak. A hiányzó alkatrészeket is sikerült beszereznem: megvettem a 40-es PVC csövet, a könyököket, van teflonszalag, és PVC ragasztó is, valamint van lezáró kupakom a 110-es PVC végére. Az összes dologért 2.600 Ft-ot fizettem. Megvan minden, kezdjük az építést! Nem fogom lépésenként leírni, hogy mit csináltam, inkább megmutatom. A lényeg, hogy a fermentor összeállt. Az összeszerelésről készült videót itt megtekinthetitek:

Még nincs kész! Hamarosan feltöltöm, és kipróbálom.
Folyt. köv.!