Instalatie de Biogaz

C U P R I N S

1. ELEMENTE INIȚIALE PENTRU PROIECT

1.1. Biogazul

1.2. Ce materiale sunt introduse într-o instalație de biogaz

1.3. Procesul biologic de digestie anaerobică

1.4. De ce se efectuează tratamentul anaerob în dejecții

1.5.Situația în Europa

2. CONCEPEREA ȘI PROIECTAREA FUNCȚIONAL CONSTRUCTIVĂ A UNEI INSTALAȚII DE BIOGAZ

2.1. Care sunt componentele unei instalati de biogaz

2.2. Tipologia și funcționarea instalației de biogaz

2.2.1. plug-flow

2.2.2. up-folw

2.2.3. super-flow

2.3. Utilizatori biogazului

2.3.1. Arderea

2.3.2. Cogenerarea

2.4. Tipuri de instalații

2.5. Tipologia sistemelor hehnice de producere a biogazului

2.6. Tipologia și funcționarea instalatiei de biogaz

2.7. Caiet de sarcini

2.7.1. Generalități

2.7.2. Condiții tehnice de calitate

2.7.3. Condiții constructive

3. CONCEPEREA ȘI PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A REPERELOR COMPONENTE ALE MAȘINII DE UMPLUT CONTINUU SUB VACUUM

3.1. Alegerea materialului

3. 2. Analiza documentatiei

3. 3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru virola

3. 2. Alegerea semifabricatului

3.2.3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru capac

3.2.8. Calculul normei tehnice de timp

4. INTEGRAREA SISTEMULUI TEHNIC PROIECTAT ÎN STRUCTURA SISTEMULUI DE AUTOMATIZARE A PROCESULUI DE TRANSFORMARE DESERVIT

4.1. Generalități

4.2. Depurarea biogazului

4.2.1. Filtrare

4.2.2. Deumidificare

4.2.3. Desulfarea

4.3. Inovarea – Acțiune de îmbunătățire calitativă a sistemului tehnic

4.4. Scheme tehnice de automatizare

5. ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ

5.1. Influența calități dejecțiilor de tratat în randamentul biogazului

5.2. Cost și profit

5.3. Care este potențialul biogazului

6. INSTRUCȚIUNI PRIVIND EXPLOATAREA, ÎNTREȚINEREA ȘI REPARAREA, PROTECȚIA MUNCII ȘI PAZA ȘI STINGEREA INCENDIILOR

6.1. Contextul reconsiderări produceri biogazului

6.2. Ce sunt și cum funcționează certificatele verzi

6.3. PSI

6.4. Concluzi

6.5. Depozitarea mărfurilor

PROIECT DE DIPLOMĂ Instalatie de biogaz

C U P R I N S

1. ELEMENTE INIȚIALE PENTRU PROIECT

1.1. Biogazul

1.2. Ce materiale sunt introduse într-o instalație de biogaz

1.3. Procesul biologic de digestie anaerobică

1.4. De ce se efectuează tratamentul anaerob în dejecții

1.5.Situația în Europa

2. CONCEPEREA ȘI PROIECTAREA FUNCȚIONAL CONSTRUCTIVĂ A UNEI INSTALAȚII DE BIOGAZ

2.1. Care sunt componentele unei instalati de biogaz

2.2. Tipologia și funcționarea instalației de biogaz

2.2.1. plug-flow

2.2.2. up-folw

2.2.3. super-flow

2.3. Utilizatori biogazului

2.3.1. Arderea

2.3.2. Cogenerarea

2.4. Tipuri de instalații

2.5. Tipologia sistemelor hehnice de producere a biogazului

2.6. Tipologia și funcționarea instalatiei de biogaz

2.7. Caiet de sarcini

2.7.1. Generalități

2.7.2. Condiții tehnice de calitate

2.7.3. Condiții constructive

3. CONCEPEREA ȘI PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE A REPERELOR COMPONENTE ALE MAȘINII DE UMPLUT CONTINUU SUB VACUUM

3.1. Alegerea materialului

3. 2. Analiza documentatiei

3. 3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru virola

3. 2. Alegerea semifabricatului

3.2.3. Stabilirea itinerariului tehnologic pentru capac

3.2.8. Calculul normei tehnice de timp

4. INTEGRAREA SISTEMULUI TEHNIC PROIECTAT ÎN STRUCTURA SISTEMULUI DE AUTOMATIZARE A PROCESULUI DE TRANSFORMARE DESERVIT

4.1. Generalități

4.2. Depurarea biogazului

4.2.1. Filtrare

4.2.2. Deumidificare

4.2.3. Desulfarea

4.3. Inovarea – Acțiune de îmbunătățire calitativă a sistemului tehnic

4.4. Scheme tehnice de automatizare

5. ELEMENTE DE ANALIZĂ ECONOMICĂ

5.1. Influența calități dejecțiilor de tratat în randamentul biogazului

5.2. Cost și profit

5.3. Care este potențialul biogazului

6. INSTRUCȚIUNI PRIVIND EXPLOATAREA, ÎNTREȚINEREA ȘI REPARAREA, PROTECȚIA MUNCII ȘI PAZA ȘI STINGEREA INCENDIILOR

6.1. Contextul reconsiderări produceri biogazului

6.2. Ce sunt și cum funcționează certificatele verzi

6.3. PSI

6.4. Concluzi

6.5. Depozitarea mărfurilor

BIBLIOGRAFIE

HERMAN, R., FLEȘER, T., MNERIE, D. – Tehnologia fabricării utilajului tehnologic. Îndrumar de proiectare, Editura U.P.T., Timișoara, 1996;

FLEȘER T., MNERIE D., HERMAN R. – Utilaje tehnologice – tehnologii de fabricație, [NUME_REDACTAT], Timișoara, 2002;

MITELEA, I., RADU, B. – Selecția și utilizarea materialelor inginerești, [NUME_REDACTAT], Timișoara, 1998;

MESAROȘ – ANGHEL, V., ș.a. – Mecanisme (elemente de sinteză practică). Manual pentru proiectare, Editura U.P.T., Timișoara, 1996;

MNERIE, D. – Prelucrarea cărnii. Sisteme tehnologice și structuri productive, [NUME_REDACTAT] universitare, Timișoara, 1997;

MNERIE, D. – Traductoare de forță piezoceramice destinate automatizării utilajului tehnologic, [NUME_REDACTAT] Universitare, Timișoara, 2000;

ALEXANDRU I., ș.a. – Alegerea și utilizarea materialelor metalice, Editura DIDACTICĂ ȘI PEDAGOGICĂ, R.A., București, 1997;

NICULIȚĂ P. – Tehnica și tehnologia frigului în domenii agroalimentare, [NUME_REDACTAT] și Pedagogică, București, 1998;

TRUȘCULESCU M., ș.a. – Oțeluri inoxidabile și refractare, [NUME_REDACTAT], Timișoara, 1983;

ELEMENTE INIȚIALE PENTRU PROIECT

[NUME_REDACTAT] de gaze combustibile, prin descompunerea substanțelor organice umede in medii lipsite de oxigen molecular, este un proces care se produce in mod natural pe Terra. Metanul este constituentul lor principal. Așa s-au format in sedimentele din adâncul pământului gazele naturale, pe seama plantelor si animalelor preistorice . Primele explicații științifice privitoare la geneza gazelor combustibile apar spre sfârșitul secolului al XVII-lea, perioada in care se naște atât chimia moderna cat si una din ramurile ei de baza – chimia gazelor. Volta este acela care a extras pentru prima data hidrocarbura metan din gazele colectate din mlaștini . Agenții fermentării anaerobe ai celulozei la temperaturi mezofile (20 – 45° ) au fost cercetați de Söhngen, Hoppe-Seyler si Omelanski. Ultimul a stabilit in 1899 ca la acest proces participa 2 specii de bacterii. Printre produșii de fermentație ai celulozei una dintre ele formează cantități importante de metan – Bacillus cellulosae methanicus – iar cealaltă, cantități importante de hidrogen – Bacillus cellulosae hydrogenicus. Ulterior aceste specii au fost reunite sub denumirea comuna de Methanobacterium omelianski . De îndată ce oamenii au constatat ca celuloza poate fi descompusa pana la metan de câtre bacterii, au întrezărit posibilitatea obținerii de energie in regim controlat din biomasa ( materiale vegetale si reziduale ).Pana la al II-lea război mondial fermentarea anaeroba controlata s-a extins, aproape in exclusivitate, in stațiile de epurare ale orașelor mari din Europa si America. Producerea si folosirea biogazului a fost neglijata, majoritatea stațiilor nefiind dotate cu sisteme de captare a acestuia.

Materia organica moarta înmagazinează energie solara convertita in energie chimica, in componentele fotosintetizate de plantele din care a provenit. O cantitate apreciabila din energia solara, acumulata de plante, este stocata in celuloza.

Celuloza este principala componenta a materiei organice din care rezulta metan prin bioconversie . Conținutul in celuloza, raportat la substanța uscata, este de 35-50% in produsele secundare din agricultura. Cantități mai mari de celuloza se găsesc in gunoaiele provenite de la animalele crescute pe așternut . Alte surse de biomasa, care pot fi convertite in biogaz, sunt reprezentate de biomasele foarte hidratate. Intr-o clasificare a biomaselor, in raport cu problemele de energie, cercetătorii au inclus in grupa biomaselor foarte hidratate, plantele acvatice si algele. Acestea au un conținut in apa in jur de 95%.Caracteristic pentru culturile energetice foarte hidratate este capacitatea extrem de mare de a-si multiplica biomasa, intr-un timp relativ scurt, ceea ce creează o disponibilitate de materie organica ce poate fi folosita in filiera de metanizare. ym643m3478zmmb Dintre plantele acvatice, cea mai cunoscuta este zambila de apa (Eichhornia crassipes). Ea crește spontan in lacurile din ținuturile tropicale din Africa si America de Sud. Alte asemenea plante sunt: pistia, azola, iarba de mare, alga bruna si laminaria, care creste aproape 50 cm pe zi.

In prezent exista 7 procedee principale de recuperare a energiei din reziduurile organice agricole : fermentarea anaeroba la temperatura mediului ambiant, fermentarea anaeroba la temperatura ridicate, descompunerea anaeroba termofila, distilarea destructiva, compostarea, incinerarea si transferul de căldura; dintre aceste procedee, fermentarea anaeroba prezintă potențialul cel mai ridicat de recuperare a energiei.

Prin fermentare anaeroba , microorganismele descompun materia organica, eliberând o serie de metaboliți conținând in principal bioxid de carbon si metan constituie biogazul. Drept combustibil este folosit fie direct, fie numai metanul purificat.

Dintre componentele chimice ale materiei organice, grade mai ridicate de conversie in biogaz au celulozele, hemicelulozele si grăsimile.

Fermentarea anaeroba, folosita pentru producerea si captarea biogazului, este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, in condiții controlate de mediu, in absenta oxigenului molecular si a luminii.

In aceasta faza acționează microorganisme fermentative nespecializate, cu capacitate de producere de acizi organici. Ele sunt bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfat-reducătoare si denitrificatoare, etc. precum si numeroase specii de ciuperci si unele drojdii.

In faza metanogenă acționează bacteriile metanogene, anaerobe, specializate in producerea de metan. In acesta se mai găsesc si urme de hidrogen, hidrogen sulfurat, mercaptani ,vapori de apa, amoniac, azot, indol si scatol. Hidrogenul si bioxidul de carbon reprezintă un substrat caracteristic pentru metanogeneză. Majoritatea metanobacteriilor folosesc ca substrat numai hidrogenul si bioxidul de carbon. Metanul se formează prin reducerea bioxidului de carbon si oxidarea hidrogenului gazos (H+) de câtre metanobacteriile care folosesc hidrogenul:

CO2 + 4H2O ® CH4 + 2H 2O + energie

Compoziția tipica de biogaz

50-75 % Metan, CH4

25-50 % Dioxid de carbon, CO2

0-10* % Nitrogen, N2

0-1 % Hidrogen, H2

0-3 % Hidrogen sulfurat, H2S

0-2* % Oxigen, O2

deseori 5 % din aer este introdus pentru desulfurizare microbiologica.

Bacteriile metanogene sunt foarte variate in privința însușirilor morfologice, dar unitare din punct de vedere biochimic si fiziologic. Sunt singurele microorganisme care au o respirație strict anaeroba si capacitatea de a produce metan prin procese metabolice. Ca forme de viata dintre cele mai vechi de pe Terra, bacteriile metanogene au fost incluse in regnul Archaebacteria. Metanul este componenta care conferă valoare energetica biogazului. In stare pura metanul este un gaz combustibil lipsit de culoare, miros sau gust, mai ușor decât aerul, arde cu o flacăra albăstruie si are o putere calorica de 37 MJ/ml, puțin mai ridicata decât a motorinei. Biogazul comparativ cu metanul pur are o putere calorica de 25 MJ/ml, din cauza bioxidului de carbon cu care e in amestec. Stocarea biogazului, chiar pentru intervale mici de timp, face parte din instalația de fermentare anaeroba. Întrucât metanul nu se lichefiază la temperatura ambianta, indiferent de presiunea folosita, el se păstrează la presiuni joase in containere cu volum mare sau la presiuni ridicate volume mici. De exemplu o butelie de 0,1 ml conține la presiunea de 200 bari 28 ml biogaz, cu care un tractor greu poate funcționa 8 ore.De mulți ani este pusa in mișcare dezvoltarea sistemelor de producție a energiei electrice pe baza exploatării de surse energetice alternative. Biogazul este una dintre aceste surse energetice. Datorita noilor norme in materie de autoproducție, recunoașterii valorii ambientale a energiei electrice din surse alternative si unei tehnologii de acum omologata, astăzi este posibil sa se producă biogaz pentru generarea de căldura si electricitate in condiții avantajoase. Centrul de [NUME_REDACTAT] Ambiental si Materiale ENEL a condus, in primii ani de după 90, in colaborare cu [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] din [NUME_REDACTAT] Emilia, o investigație pe raza larga in [NUME_REDACTAT] pe potențialitatea biogazului productibil plecând de la dejecțiile zootehnice. Din investigație a rezultat ca cogenerarea de energie electrica si căldura prin biogaz poate da naștere a avantaje evidente, fie în câmpul energetic, fie in cel ambiental. Cogenerarea se poate integra in mod convenabil în instalațiile crescătoriei, in special in cazul in care trebuie sa fie realizate opere corespunzătoare pentru soluționarea celor mai presante restricții normative in materie de depurare a dejecțiilor. Finalitatea este aceea de a promova biogazul ca energie alternativa, evidențiind elementele normative si tehnologice, permițând viziunea unui cadru realist si util al folosirii de biogaz in spațiul modernei practici zootehnice.

Prin acest fapt se dă agriculturii un suport economic sănătos și se obține energie “curată” din punct de vedere a mediului. În acest context producerea de biogaz și transformarea lui prin cogenerare în curent electric și căldură este un domeniu care merită toată atenția pentru perfecționarea și optimizarea proceselor de lucru într-o astfel de instalație.

Figura 1. Schema generală de obținere și utilizare a biogazului

adăpost pentru animale; 2- fosă septică: 3rezervor colector biomasa; 4-rezervor de igienizare; 5- rezervor de fermentare; 6- colector de biogaz; 7- generator de curent și caldură; 8 – rezervor produs rezidual; 9 – teren agricol

Despre fertilizant

-la terminarea procesului de fermentare rezulta un namol care contine toata materia anorganica din mateia prima (substraturi) si în functie de gradul de fermentare o parte a materiei organice care nu a fost descompusa de bacterii.

– acest namol este un fertilizant foarte bun, deoarece materia anorganica continuta nu mai este legata în partea organica, aceasta fiind absorbita mult mai usor de radacinile plantelor.

– datorita acestui efect, fertilizantul are un efect pozitiv asupra mediului, reducând poluarea apelor de suprafata si implicit a apei freatice.

Ce materiale sunt introduse într-o instalație de biogaz

În centralele de producere a biogazului, acesta poate fi produs folosind numeroase și diferite tipuri de surse. Materialul organic este esențial ca tip de sursă de generare a biogazului și ca punct de plecare in procesul de producere. Materialul organic ar trebui să nu conțină lemn (lignină) pentru că bacteriile din instalație nu pot procesa această substanță. Există șapte categorii de material organic care este potrivit ca sursă de generare a biogazului: 

Potențial maximal de producere a biogazului pe tonă de sursă de generare  

Cum am mai menționat bacteriile sunt foarte sensibile. Temperatura și valoarea pH-ului ar trebui să fie precise și constante. Anumite substanțe sunt toxice pentru bacterii și pot opri fermentarea. Aceste substanțe toxice pot fi:

Medicamente – cum ar fi antibioticele

Medii de denitrificare

[NUME_REDACTAT]

Amoniu (NH3)

Acizi grași

Hidrogen sulfurat (H2S)

Procesul biologic de digestie anaerobică

Digestia anaeroba este un proces biologic complex, prin intermediul caruia, in absenta oxigenului, substanta organica este transformata in biogaz (sau gaz biologic), constituit in principal din metan si anhidrida carbonica. Procentul de metan din biogaz variaza in functie de tipul de substanta organica digerata si de conditiile de proces, de la un minim de 50% pana la 80% circa.
Ca procesul sa aiba loc, este necesara actiunea diferitelor grupuri de microorganisme, in masura sa transforme substanta organica in compusi intermediari, in principal acid acetic, anhidrida carbonica si hidrogen, utilizabile de microorganismele metanigene care conclud procesul , producand metanul. Microorganismele anaerobe prezinta o scazuta viteza de crestere si o mica viteza de reactie si deci e necesar sa mentina optime, pe cat posibil, conditiile mediului de reactie. Cu toate aceste scurtari, timpii de proces sunt relativ lungi daca se compara cu cei ale altor procese biologice; totusi avantajul procesului este ca materia organica complexa este transformata in metan si anhidride carbonice si astfel duce la productia finala a unei surse alternative de energie, sub forma de un gaz combustibil de o inalta putere calorica. Ambientul de reactie, definit de obicei digestor( sau reactor anaerob), pentru a permite cresterea simultana a tuturor microorganismelor implicate, va trebui sa rezulte dintr-un compromis intre exigentele fiecaror grupuri microbice. Ph-ul optim, de exemplu, este in jur de 7/7.5. Temperatura optima a procesului este in jur de 35 grade C, daca se utilizeaza bacterii mezofile, sau in jur de 55 grade C, daca se utilizeaza bacterii termofile.
La proces participa urmatoarele grupuri de bacterii:

bacterii hidrolitice, care descompun macromoleculele biodegradabile in substante mai simple;

bacterii acidogene, care utilizeaza ca substrat compusii organici simpli eliberati de bacteriile hidrolitice si produc acizi organici cu lant scurt, care la randul lor reprezinta substratul pentru grupurile urmatoare de bacterii;

bacterii acetogene, producatoare obligate de hidrogen (OPHA: ObbligateHydrogen [NUME_REDACTAT]), care utilizeaza ca substrat produsele din bacterii acidogene dand nastere la acetat, hidrogen si anhidride carbonice;

bacterii omoacetogene care sintetizeaza acetat plecand de la anhidride carbonice si hidrogen;

bacterii metanogene, diferențiate in doua grupe:

a) cele care produc metan si anhidride carbonice din acid acetic, numite acetoclastici
b) cele care produc metan plecând de la anhidride carbonice si hidrogen, numite hidrogenotrofe.

In timp ce metanul este eliberat aproape complet in faza de gaz văzuta fiind scăzuta sa solubilitate in apa, anhidrida carbonica participa la echilibrul carbonaților prezente in biomasa in reacție. Interacțiunile intre diferitele specii de bacterii sunt foarte strânse si produsele metabolismului anumitor specii pot fi utilizate de alte specii ca substrat sau ca factori de creștere.

De ce se efectuează tratamentul anaerob în dejecții

Intr-un context de extrema si continua necesitate energetica si de un crescut risc ambiental tratamentul anaerob cu recuperarea biogazului produs se dovedeste azi a fi un sistem de mare interes, in masura sa ofere multiple avantaje:
1) Productie de energie: tratamentul anaerob in conditii controlate duce la degradarea substantei organice si la producerea de biogaz. Cogenerarea de energie electrica si caldura prin ardere de biogaz se dovedeste a fi economic avantajoasa fie pentru autoconsumul firmei, fie pentru o cesiune a tertilor, marita de recentele normative asupra productiei de energie din surse alternative.
2) Eliminarea mirosurilor si emiterilor contaminate (NH3 si CH4): substantele rau mirositoare care eventual se formeaza in timpul procesului (acid sulfhidric, mercaptani, amoniac) sunt puse in miscare cu biogazul la ardere.
3) Stabilizarea dejectiilor: eliminarea incarcaturii organice care contine carbon obtinut din digestia anaeroba confera dejectiilor o stabilitate suficienta chiar si in perioadele ulterioare de stocaj; exista o incetinire a proceselor degradante si fermentative cu consecinte de diminuire in productia de compusi urat mirositori.
4). Reducerea incarcaturii patogene: digestia anaeroba in mezofilie poate reduce partial eventuala incarcatura patogena prezenta in dejectiile lichide. Operand in termofilie este posibil,in schimb, sa se obtina completa igienizare a dejectiilor cu completa distrugere de patogeni.

Situația în [NUME_REDACTAT] Europa difuzarea digestiei anaerobe este initiata in sectorul stabilizarii namoalelor de depurare si momentan se estimeaza aproximativ 2.000 de digestoare operative, circa 400 instalatii care produc biogaz tratand apele reziduale industriale la inalta incarcatura organica si 500 instalatii recupereaza biogaz din deseurile urbane. Pe deasupra sunt circa 2.500 de digestoare anaerobice operante pe dejectii zootehnice in tarile [NUME_REDACTAT], in mod special Germania (circa 2.000), urmata de Danemarca, Austria, Italia si Suedia. In ultimii ani a crescut si utilizarea digestiei anaerobice in tratamentul fractiunii organice adunata in mod diferentiat din deseurile urbane, in amestec cu reziduurile industriale si cu dejectiile zootehnice. [NUME_REDACTAT] functioneaza astazi 25 de instalatii centralizate de codigestie care trateaza anual circa 1 milion de tone de deseuri organice industriale si deseuri urbane. Referitor la ajutoarele si subventiile pentru realizarea de instalatii de biogaz in tarile europene situatia astazi este urmatoarea:

Luxemburg: este alocata o subventie de 60% din costul investitiei si este posibil sa se castige pana la 0.10 € / kWh pentru energia vanduta;

Belgia: nu este alocata nici o subventie pentru constructie, dar se pleaca de la un castig baza pentru vanzarea de energie electrica de 0.07 € / kWh, la care se adauga un bonus de 0.05 € pentru kWh termic cedat pentru teleincalzire, atingand un castig maxim total pe energie vanduta de 0.12 € / kWh;

Franta: energia introdusa in retea este retribuita cu doar 0.05 € / kWh, care explica slabul interes al sectorului agricol;

Olanda: momentan energia introdusa in retea are o valoare de 0.08 € / kWh, dar norma care trebuie sa intre in vigoare in decursul acestui an prevede stimulente similare cu cele germane;

Germania: tara europeana in care digestia anaeroba a avut cel mai mare impuls datorita subventiilor care pleaca de la minim 25% din costul investitiei si preturi pentru energia electrica din biogaz garantate pe o perioada de 20 de ani care sunt rezumate in tabelul urmator:

Din acest motiv s-au predispus cogeneratoare care functioneaza “in insula” ( izolat) adica fara posibilitatea de a se interfera cu reteaua energetica nationala pentru o eventuala cedare din surplusul de energie. In prezent, dezvoltarea noilor tehnologii de instalatii si posibilitatea de digerare a biomasei, care au imbunatatit si au ridicat capacitatea de productie de biogaz si noile normative energetice care stimuleaza productia si deci vanzarea de energie din resurse alternative, au modificat conceptia si proiectarea noilor tipologii de instalatii. Chiar si in cazul unei cereri majore a necesarului intern al crescatoriei se opteaza de regula pentru o cenexiune in paralel la retea, care consta in a putea vinde un surplus de energie non autoconsumata.
Are si ulterioare avantaje financiare, deoarece vanzarea surplusului de energie electrica si certificatele verzi (valabile in Italia pe o perioada de 8 ani) da posibilitatea roprietarului sa primeasca anual venit financiar, care la randul sau in unele cazuri injumatatesc timpii de recuperare a investitiei fata de vechile tipologii de instalatii
Biomase interesate

Din aceste biomase, disponibile in prezent pe teritoriul nostru, se vor exploata doar in circa 120 de instalatii namolurile provenind din depuratoarele apelor reziduale urbane, in 7 instalatii partile organice ale reziduurilor urbane si in unele instalatii reziduri din lucrarile agro-industriale. [NUME_REDACTAT] norma si facilitatile pentru producerea de energie electrica din energie alternativa ar trebui sa dea un nou impuls dezvoltarii instalatiilor de biogaz; de aici deriva necesitatea de potentiare si rationalizare a sistemelor care exploataeaza procese de codigestie anaeroba de biomasa de diferita natura (de origine zootehnica si agroindustriala, culturi energetice si reziduri culturale, namoluri de depurare si parti organice rezultate din colectarile diferentiate ale deseurilor urbane).
Este de dorit stimularea realizarii sistemelor integrate anaerobe / aerobe pentru tratamentul unit al rezidurilor si al rezidurilor organice urbane si al altor biomase.
Introducerea in fermentator de substante vegetale cu un inalt continut de substanta uscata comporta problematici tehnice de infruntat in mod specific din faza de proiect, fie in ceea ce priveste dotarile de incarcare a biomasei, fie pentru exigenta sistemelor de faramitare si amestecare adecvate. O deosebita atentie solicita folosirea silozurilor, care comporta o scadere a valorii PH-ului in digestor si posibile coroziuni ale dotarilor de incarcare.

Este bine sa amintim ca a activa o instalatie pentru producerea de biogaz este echivalent cu a adauga la cel deja prezent in firma, o noua crescatorie constituita dintr-o categorie diferita de animale: microorganismele, cu toate exigentele lor in termeni ambientali si alimentari.
Este necesar pentru crescatorul-agricultor sa dezvolte o gestiune corecta raspunzand la exigentele specifice tratamentului, cat mai putine ineficiente, insuccese si deziluzii asupra restituirii economice a investitiei.

CAP : II : Conceperea și proiectarea funcțional constructivă a unei instalații de biogaz.

Care sunt componentele unei centrale de biogaz.

Deși există mai multe tipuri de instalații de biogaz, partea tehnică a fiecărei instalații trebuie să funcționeze conform aceleiași metode. Această „inimă” a instalației servește doar scopului de a produce biogaz. Principala diferență apare la nivelul alegerii substraturilor și tratamentului relevant (partea de intrare). Utilizarea energetică, mai departe, a gazului face de asemenea subiectul unor discordanțe si poate fi văzută ca o caracteristică adițională a instalației, depinzând de principalele rezultate: gaz, electricitate sau căldură (partea de ieșire).

Pregătirea și tratarea colectorului: 
Majoritatea substraturilor necesită pre-tratare cum ar fi amestecarea, îndepărtarea materiei necorespunzătoare, tăierea sau diluarea.

Unitatea de fermentare 1:
După tratare, pregătire și o posibilă depozitare, substraturile sunt introduse în unitatea de fermentare 1. Acest prim container este destinat substraturilor proaspete și este necesar pentru începerea procesului de fermentare. Este nevoie de o cultură de start pentru procesele discontinue, în cele continue culturile de bacterii sunt deja existente. Timpul în care aceste substraturi rămân în primul digerator variază între 20 și 80 de zile. Cantitatea de gaz produsă nu este foarte mare, tot gazul generat fiind captat în colectorul de gaz. Temperatura digeratorului trebuie să fie între 40-60° C. Astfel, digeratorul trebuie să dispună de un sistem de încălzire, deseori amplasat în subsolul unității de fermentare.

Unitatea de fermentare 2:
Ambele containere ale unității trebuie neapărat să fie protejate împotriva apei și gazelor,  etanșe și încălzite. De obicei sunt realizate din oțel sau fier-beton.

Agitatorul/ Mixerul: 

Fiecare digerator trebuie să conțină un mixer, crucial pentru păstrarea omogenității substratului și garanția că gazul este eliberat în mod egal. 

Rezervorul de gaz:
Gazul din rezervor variază, deci acesta ar trebui să fie flexibil. Totuși, trebuie prevenită intrarea aerului. Primul rezultat al progresului este producerea biogazului și reziduurilor din unitățile de fermentare.

Reziduurile: 

Reziduurile din unitățile de fermentare sunt fertilizatori de o înaltă calitate. În timpul procesului de fermentare carbonul este descompus iar raportul carbon-azotat din îngrășământ se apropie. Deci azotul este mai ușor de manevrat iar efectul de fertilizare este mai ușor de calculat. De asemenea volumul este redus iar îngrășământul mai cursiv. Există și avantaje adiționale: atenuarea mirosurilor neplăcute și distrugerea buruienilor.

Se poate folosi o astfel de presa pentru a putea separa dejectiile solide de cele lichide la un nivel ridicat.

Unitatea de căldură și instalația de energie: 
De obicei, biogazul ajunge în unitatea de producere a căldurii sau în instalația de energie, însă poate fi curățat și folosit pentru alimentarea vehiculelor sau introdus în rețeaua de gaz natural.

Tipologia și funcționarea instalației de biogaz

Cele mai frecvente instalatii de biogaz de uz si aplicatie sunt asimilabile in 3 tipologii distincte, avand fiecare trasatura caracteristica speciala si de aceea fiecare este adaptata la specifice si diferite realitati ale firmei:

Instalatia plug-flow este caracterizata de maxima simplicitate in realizare.
Carcteristici principale: acest proces de digestie anaeroba poate fi utilizat fie in tratamentul dejectiilor zootehnice, fie in stabilizarea namolurilor obtinute din flotatia dejectiilor agrozootehnice. In cazul utilizarii dejectiilor zootehnice se solicita o separare preventiva a solidelor grosiere, care nu sunt din punct de vedere tehnic biodegradabile in timpi tehnici rationali, utilizand in procesul anaerob doar partea lichida a dejectiilor. Digestorul, asadar, este absolut fara organe de amestecare interne si trebuie sa fie realizat tip scurgere la canal.
In cazul namolurilor din flotatie nu se va avea o separare a fazelor in digestor. In cazul dejeciilor zootehnice al caror efect de separare a solidelor sedimentabile fata de partea lichida din dejectii, datorata lipsei de agitatie in digestor, va provoca un efect avantajos de crestere a timpilor de retentie a partii solide fata a partii lichide. Acest fenomen, de fapt va permite indepartarea mai rapida din digestor a partii lichide, care contine substante prompt disponibile pentru digestie si de sustragere din interiorul digestorului moleculele mai comlexe pentru un timp superior, consimtind bacteriilor sa distruga si de a le face disponibile pentru transformarea in biogaz. Solidele totusi vor ajunge la sectiunea de iesire din digestor exploatand efectul combinat al miscarilor de urcare provocate de biogaz si de prezenta serpentinei de incalzire pozitionata in apropierea fundului digestorului, cu miscarea de avansare provocata de pozitionarea, in sectiunea initiala si finala a digestorului, a tubulaturilor de introducere si descarcare a dejectiei proaspete si digerate.
Cui ii este indicat: in mod deosebit crescatoriilor de dimensiuni medii si mari care intentioneaza sa produca energie cu scopul de a o utiliza aproape in totalitate pentru nevoile directe si doar in cazul unui eventual surplus de a o ceda gestionarului de retea. In plus cine in general este constrans intr-o maniera speciala la reducerea impactului ambiental indus de propria activitate zootehnica, prin flotatie si depurare biologica a resturilor destinate deversarii in partile hidrice superficiale.
Fazele procesului: cu scopul de a obtine o majora productie posibila de biogaz, este fundamental ca dejectiile produse sa ajunga “proaspete” la digestor; pentru aceasta trebuie adoptate cele mai oportune solutii pentru a evacua din adaposturile zootehnice cel mai rapid posibil dejectiile produse in crescatorii. Dejectia produsa este dirijata spre un prebazin de colectare si astfel, transferat, prin intermediul unei statii de pompare corespunzatoare, la tratamentul de separare.
Tratamentul de separare mecanica a partii lichide din solidele grosiere este aproape intotdeauna necesar si serveste pentru a elimina din dejectie partile nebiodegradabile in timpi tehnici de digestie prevazuti, a caror de exemplu, reziduri vegetale si par, care tind sa iasa la iveala pentru efectul urcarii de biogaz si sa formeze pe suprafata dejectiei o crusta de material celulos impletit, care ocupa volum util si poate provoca in timp infundari ale digestorului. Partea solida separata a monte de digestor va putea fi compostata sau acumulata si dusa (este vorba despre substantele folosite pentru imbunatatirea solului) pe terenurile agricole, in timp ce partea lichida, bogata in substante organice, va alimenta digestorul, de regula pe sectiunea transversal rectangulara, printr-unul sau mai multe canale paralele. Digestia anaeroba a dejectiilor este obtinuta in interiorul unui digestor adecvat prin activitatea bacteriilor capabile sa faramiteze moleculele complexe prin formare de metan, anhidride carbonice, apa si hidrogen sulfurat.
Activitatile biologice expuse mai sus sunt conditionate de diferiti factori ca: PH-ul, temperatura si timpul de sedere al dejectiei in digestor. Pentru diminuarea temperaturii de digestie, in special, este necesar a garanta un timp de sedere (HRT) al dejectiei in digestorul mai ridicat. Totusi, in conditii psihrofile, este oportun a prevedea un HRT de cel putin 60 de zile, in timp ce in conditii mezofile este posibil a garanta un HRT de doar 18-20 de zile. Respectand aceste conditii, emiterile energetice ale instalatiei ating rezultate optime in fiecare sezon. Pentru a opera in conditii controlate din punct de vedere termic, peretii digestorului trebuie sa fie bine si adecvat izolati si interiorul digestorului este incalzit si mentinut la temperatura procesului de un schimbator de caldura pus in apropierea fundului, realizat cu tubulaturi din otel inoxidabil in care apa calda miscata circular este produsa de arderea biogazului in cogenerare.
Biogazul produs este strans direct in partea superioara a digestorului printr-un acoperis in forma de cupola gazometrica si eventual alte acoperisuri colectoare de gaz cu cupola cu presiune statica.
Cupola gazometrica are forma de semicilindru sau calota sferica si este realizata cu trei membrane suprapuse din tesut de fibre poliestere din PVC si sudata cu un sistem electronic la frecventa inalta.
Membrana care este situata la interior are menirea de a inchide biogazul intr-o camera in contact cu dejectia, cea intermediara este in contact cu exteriorul de-a lungul bordurilor laterale si evita ca biogazul sa se poata , eventual, amesteca cu aerul continut in volumul inchis intre membrana intermediara si cea mai exterioara, care ramane intotdeauna umflata.
Camera de aer este mentinuta in presiune de o centrala de control si de supape care, atingand sau scapand aer, mentin biogazul mereu la presiunea de 200mm H2O, independent de cantitatea de biogaz continut. In acest mod, alimentarea arzatoarelor este constanta si membrana externa este intotdeauna intinsa, cu beneficii imaginabile vis-a-vis de vant, apa sau zapada.
Sistemul de acoperire cu membrana presostatica ofera intre altele urmatoarele avantaje:

evita construirea separata a unui gazometru;

simplifica intretinerea digestorului, fiind usor de inlaturat;

asigura un grad ridicat de izolare al cupolei digestorului;

este adaptabil la bazinele existente;

permite inmagazinarea biogazului la presiunea de utilizare a arzatoarelor, evitand instalatia compresoarelor pentru gaz;

este rezistent la zapada si vant;

face posibila o gestiune mai flexibila a utilizatorilor de biogaz datorita volumului mare inchis in interior;

favorizeaza deumidificarea gazului continut, mai ales in lunile mai racoroase, prin condensarea apei in contact cu peretele cupolei.

De-a lungul unei conducte corespunzatoare legata de acoperisul inmagazinator de gaz al digestorului, gazul produs si recuperat este orientat spre o instalatie de cogenerare, care arzand biogaz produce energia electrica si caldura. O parte din caldura produsa este recuperata si utilizata pentru termostatarea si mentinerea in temperatura digestorul. In sfarsit dejectia la iesirea din digestor, de acum stabilizata si dezodorizata, va fi acumulata intr-unul sau mai multe bazine de stocare in asteptarea utilizarii agronomice.

Caracteristici principale: procesul de digestie anaeroba utilizeaza dejectiile asa cum sunt (parte lichida + parte solida), cu introducere de biomasa chiar si in cantitati mari, peste limita de pompare. De regula instalatia prevede doi digestori, unul primar si unul secundar. Digestorul primar, de tip cilindric, este dotat cu un amestecator special, cu axe orizontale, care garanteaza amestecarea completa a dejectiilor si a biomasei. Digestorul primar este alimentat constant cu dejectie proaspata si biomasa , dupa un plan de incarcatura prestabilit in functie de compozitiile si caracteristicile diferitelor completari de adaos, in timp ce dejectia digerata va iesi dupa un timp mediu de sedere in bazin, de aproximativ 20-30 de zile pentru a fi transferat in digestorul secundar, amestecat la randul sau si in masura sa recupereze cantitatea reziduala de biogaz. Timpul de sedere in al doilea digestor se dovedeste a fi de aproximativ 30-40 de zile pentru o sedere medie complexiva egala cu aproximativ 60 de zile.

Digestorii pusi in serie asigura cele mai bune productii de biogaz in instalatii tip super-flow

Cui ii este indicat: firmelor agricole si zootehnice care dispun de terenuri set-aside sau de bimasa constanta de-a lungul anului, datorita careia se sporeste substantial productia de biogaz si astfel cea de energie electrica produsa, maximizand in acest fel randamentul procesului. .

Fazele procesului: pentru a obtine o majora productie posibila de biogaz, este de sfatuit ca dejectiile produse sa ajunga “praspete” la digestorul primar si calitatea biomasei sa fie intreaga in structura sa energetica. Dejectia produsa este directionata spre un prebazin de colectare, omogenizare, amestecare si ridicare, prevazut cu mixer si pompa maruntitoare care omogenizeaza si alimenteaza dejectia in digestorul primar cilindric. Un contaniner (palnie) speciala dotata cu spirale de dozaj , alimentata corespunzator, prevede incarcarea biomasei, care printr-un program specific introduce in digestor cantitatea necesara de materiale pentru a garanta o buna functionare a procesului de digestie. Biogazul astfel produs, in conditii anaerobe este colectat direct in partea superioara a digestorului / digestorilor prin intermediul unui acoperis gazometric sub forma de cupola care va avea forma de calota sferica cu volum variabil.
Prin intermediul unei conducte legate de acoperisul de colectare a gazului digestorului, gazul produs si recuperat este mentinut in echilibru, racit, deumidificat, filtrat si atrimis grupurilor de cogenerare care arzand biogazul, produc energia electrica si caldura. In sfarsit, dejectia la iesire, stabilizata si dezodorizata, va fi acumulata asa cum este, sau prin separare, intr-unul sau mai multe bazine de stocaj in asteptarea utilizarii agronomice.

Utilizatorii biogazului

Dupa ce a suportat tratamentele necesare, biogazul poate fi utilizat in doua modalitati:
a)doar pentru productia de caldura;
b) pentru cogenerarea de energie electrica si caldura.
Arderea pentru simpla producere de caldura:

Se utilizeaza instalatii cu tehnologii simple; este suficient un generator simplu de caldura pe gaz constituit dintr-un arzator, in care sunt din belsug combustibil si comburant si iese energia termica sub forma de flacara si din schimbatorul de caldura, in care produsii arderii cedeaza caldura produsa printr-un fluid termovector. Biogazul este tratat ca gazul metan, in timp ce sunt realizate diferite modificari ale arzatorului pentru introducerea de gaz, amestecul combustibilului cu comburantul si utilizarea de materiale mai rezistente la coroziune pentru schimbatorul de caldura si arzatorul insusi.
Cogenerarea pentru producerea simultana de energie electrica si caldura:

Este producerea simultana de caldura si energie mecanica imediat transformata in energie electrica (aceasta metoda este un sistem unic integrat la energia totala), plecand de la aceeasi energie primara. Acest sistem de productie de energie permite o substantiala economisire energetica fata de cazul productiei separate ale acelorasi cantitati de caldura de energie electrica / mecanica; se poate ajunge de fapt la a depasi 90% din randament (30% din randamentul electric si 60% din randamentul termic).
Se utilizeaza doua tipologii diferite de masini:
• motoare endotermice alternative
•microturbine
Pentru cogenerarea cu motoare endotermice alternative se folosesc motoare care functioneaza cu ciclu opt sau cu ciclu diesel modificat, constituite din urmatoarele componente:

motor endotermic alternativ, care in afara de a produce energia mecanica este si componentul unde vine produsa energia termica;

alternator, asincron pentru productia de curent electric alternat trifazic;

recuperator de caldura, compus dintr-un schimbator de caldura care recupereaza caldura produsa de intreg sistemul, atat din gazul din descarcare, cat si din circuitul de racire al motorului si din uleiul de lubrifiere;

panou electric, care permite utilizarea energiei electrice produse si interferenta cu linia electrica nationala.

Cogeneratoarele pot functiona in functie de urmatoarele modalitati:

in paralel cu reteaua publica: este cedata retelei firmei in legatura cu reteaua externa toata energia produsa de motorul care functioneaza in regim constant la puterea maxima. Energia magnetizanta este total absorbita de retea, nu exista probleme asupra eventualelor sarcini de varf si controalele asupra energiei electrice produse sunt referitoare doar la tensiune si la frecventa care trebuie sa fie mentinute constante. Un inconvenient al unui astfel de sistem se verifica in cazul lipsei de curent electric in reteaua publica, in masura in care se stinge chiar si cogeneratorul.

In insula independenta de linia electrica, tipica in locuri in care nu exista linia publica, sau in cazul in care sunt individualizate utilizari separate de reteaua firmei, de exemplu instalatii de depurare. Este necesar sa se aiba un generator autostimulant cu un motor de pornire pe baza de baterii. Aceasta solutie are avantajul de a garanta curentul electric in cazul lipsei de tensiune in reteaua publica, dar prezinta doua inconveniente sau necesitatea de a supradimensiona cogeneratorul in masura in care trebuie sa obtina puncte de pornire ale diferitelor utilitati si necesitatea de a predispune grupuri de continuitate in cazul prezentei de circuite electronice sau de aparaturi care nu pot fi stinse deoarece la pornire va fi lipsita de curent pentru cateva secunde;

in stand-by: in cazul functionarii normale cogeneratorul este conectat in paralel la reteaua publica, in cazul lipsei de tensiune cogeneratorul nu se stinge, ci continua sa functioneze, garantand curentul electric pe liniile privilegiate, decuplandu-se automat de la retea, dar furnizand energia in functie de cererea utilitatii; in momentul reactivarii de la reteaua publica sistemul se conecteaza din nou intorcandu-se la functionarea in paralel.

Tipuri de instalații folosite in trecut si in prezent:

1)

Capacitate: 14 m3

Producție de Biogaz : 3 m3 pe zi

2)

Acest al doilea model de rezervo are o capacitate medie de 30-50 m3 și un design simplu de întreținut și de construit.

3)

Acest al treilea model are o capacitate mai mare de 500 m3 pe zi și o construcție mai complexa , având și un sistem special de desulfurizare a biogazului produs ,pentru o mai bună calitate a acestuia.

Tipologia sistemelor thehnice de producere a biogazului

În prezent în cele mai frecvente cazuri biogazul se obține prin fermentare anaerobă, când microorganismele descompun materia organică, eliberând o serie de metaboliți conținând în principal bioxid de carbon și metan, care constituie biogazul. Drept combustibil este folosit fie direct, fie numai metanul purificat. Dintre componentele chimice ale materiei organice, grade mai ridicate de conversie în biogaz au celulozele, hemicelulozele și grăsimile. Fermentarea anaerobă, folosită pentru producerea ăi captarea biogazului, este un proces dirijat de descompunere a materiei organice umede, în condiții controlate de mediu, în absența oxigenului molecular și a luminii. În această fază acționează microorganisme fermentative nespecializate, cu capacitate de producere de acizi organici. Ele sunt bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfat-reducătoare și denitrificatoare, etc. precum și numeroase specii de ciuperci și unele drojdii. În faza metanogenă acționează bacteriile metanogene, anaerobe, specializate în producerea de metan. În acesta se mai găsesc și urme de hidrogen, hidrogen sulfurat, mercaptani ,vapori de apa, amoniac, azot, indol si scatol.

Metanul este componenta care conferă valoare energetică biogazului. În stare pură metanul este un gaz combustibil lipsit de culoare, miros sau gust, mai ușor decât aerul, arde cu o flacără albastruie și are o putere calorică de 37 MJ/ml, puțin mai ridicată decât a motorinei. Biogazul comparativ cu metanul pur are o putere calorică de 25 MJ/ml, din cauza bioxidului de carbon cu care e în amestec.

După ce este produs, biogazul conține o anumită cantitate de substanțe nefolositoare ca hidrogenul sulfurat și apa. Aceste substanțe cauzează avarii instalației CHP (producerea combinată de energie electrică și termică) și mediului în concentrații mari, de aceea biogazul trebuie să fie eliberat de o concentrație prea mare de H2S.

În general, o stație de biogaz mare, industrială este formată din:

1 – Stație de pompare a apei reziduale

2 – Decantor gravitațional

3 – Îngrășător de nămol

4 – Stație de distribuție a nămolului

5 – Reactor de fermentație anaerobă dotat cu un clopot metalic pentru captarea biogazului.

Instalațiile moderne au în continuare unități CHP, în care biogazul este ars, iar motorul se rotește cu o viteză constantă și conduce generatorul. Generatorul produce electricitate.

La fel ca toate motoarele electrice, motorul produce căldură. Această căldură poate fi utilizată pentru încălzirea reactorului și pentru alte scopuri.

Cele mai frecvente instalații de biogaz de uz și aplicație sunt asimilabile în 3 tipologii distincte, având fiecare trăsătura caracteristică specială și de aceea fiecare este adaptată la specifice și diferite realități ale aplicațiilor:

Instalația cu canal tip plug-flow sau flux cu piston

Instalație cilindrică tip up-flow amestecat

Instalație tip super –flow pentru biomasă superdensă

Cele mai frecvente instalații de biogaz de uz și aplicație sunt asimilabile în 3 tipologii distincte, având fiecare trăsătura caracteristică specială și de aceea fiecare este adaptată la specifice și diferite realități ale aplicațiilor:

Instalația cu canal tip plug-flow sau flux cu piston

Instalație cilindrică tip up-flow amestecat

Instalație tip super –flow pentru biomasă superdensă

În funcție de utilizare, instalațiile de biogaz sunt asigurate cu posibilități de tratare a biogazului prin:

depurare

filtrare

deumidificare

desulfurare

Odată tratat, biogazul trece în generatoare simple de căldură sau în sisteme de cogenerare pentru producerea simultană de energie electrică și căldură, dotate cu motoare endotermice alternative sau microturbine.

Caiet de sarcini

Prezentul caiet de sarcini cuprinde condițiile tehnice care trebuie

respectate la execuția și controlul, probele, recepția, ambalarea și livrarea

utilajului.

Utilajul fiind supus controlului de către o intreprindere autorizată

conform prescripției tehnice CR 2-80, realizarea lui se va face după

documentația de execuție, prescripțiile tehnice indicate in dosarul tip de

ansamblu și prezentul caiet de sarcini.

Descrierea utilajului

Prezentul utilaj este un recipient cilindric,realizat in construcție

sudată .

Mediul de lucru

– exterior:

– spațiu închis, aer pentru exterior;

– umiditate 45 – 85%

Materialele folosite la construcția recipientrului trebuie să corespundă celor prescrise în documentația de execuție

[NUME_REDACTAT] sunt executate din semifabricate (table) care apoi sunt deformate plastic prin:

virolare

ambutisare

apoi sunt sudate.

Singurele probleme mai delicate sunt:

încadrearea în clasa de toleranță pentru diametrul virolei , iar funcționarea acestei etanșări să nu sufere din această cauză;

perpendicularitatea suprafețelor flanșelor față de planul flanșelor de asamblare cu virola , motiv pentru care se face rectificarea acestor suprafețe prin strunjire după montaj ;

Întreprinderea constructoare care , execută montarea și eventualele reparații , raspunde pentru calitatea suduriilor , fiind obligată să folosească

procedee omologate de sudare conform prescripțiilor tehnice privitoare la această instalație,

sudori autorizați conform prescripțiilor tehnice în vigoare.

În funcție de tehnologia de fabricație adoptată , întreprinderea construcoare este obligată să aplice tratamentele termice pe parcursul execuției , în conformitate cu standardele de materiale.

Controlul și verificarea

Controlul se face pe tot parcursul fabricației , de la introducerea materialului în lucru până la livrare , de către organele abilitate în acest sens ale întreprinderi constructoare.

Se va verifica în mod deosebit ca atât subansamblele ce se realizează cât și celelalte elemente procurate de la alte întreprinderi , să respecte prescripțiile tehnice.

Înainte de asamblarea finală organele C.T.C. ale întreprinderi constructoare vor verifica dacă toate reperele și cordoanele de sudură au fost controlate cu toate detaliile necesare.

Se consideră că recipientul este corect executat dacă pe toată durata

Încercărilor nu apar scăpări di e apă crăpături sau deformații vizibile, și nu se constată o scădere de presiune.

Protectia , ambalarea și depozitarea se face de către întreprinderea

constructoare, corospunzător cu modul ș i perioada de transport,climatul și

condițiile caracteristice.

Pe toată duratat tansportului , a incărcării și descărcări în și din mijlocul de

transport,nu se admite ca acestea să fie supuse vreunui șoc mecanic.

Poziția de transport va fi obligatoriu verticală, iar lăzile vor fi bine ancorate

de caroseria mijlocului de transport.

Utilajul va fi supus unei încercări de presiune hidrostatică și unei incercări

Pneumatie de etanșeitate cu respectarea procedurilor legate de acest fel de activitate și cu respectarea normelor de protecție a muncii și pază contra incendiilor.

Pentru proba de presiune hidrostatici se prevede o presiune de incărcare de 0,2 MPa =2bar, pe durata a l0 minute pentru proba de rezistență.

Pentru proba de etanșeitat se face proba la presiunea de 0,15 MPa =1,5

bar, pe durata a 30 minute.

Utilajul se garantează de către întreprinderea producătoare pe perioada și în

condițiile prevăzute în contractul încheiat cu beneficiarul. Orice deteriorare

survenită în timpul încercării, transportului și descdrcării, intră în

responsabilitatea beneficiarului, dacă transportul a fost realizat de către

acesta sau în responsabilitatea producătorului, daăd prin contract este

stipulat că transportul se efectuează de către producător.

CAP : III :Conceperea și proiectarea tehnologiei de fabricație a reperelor

Alegerea materialului

Datorită faptului că recipientul nu lucrează la presiune ridicată și nici la temperatură ridicată , am ales oțelul R 25 STAS 2883/2-80 , care datorită efectului corosiv al soluției din dejecții , va fi acoperit cu un strat pe bază de mase plastice sau cauciuc.

Oțelul R 25 STAS 2883/2-80 are în componență următoarele însoțitoare:

C – max.02%

Mn – (0,15-0,5)

P – max. 0,04%

S – max. 0,04%

Cr – 0,3%

Al – 0,02%

V – max. 0,15%

Forma de livrare : produse plate laminate la cald

Domeniul de utilizare : recipiente și aparate sub presiune pentru temperaturi joase.

Rezistența la rupere Rn = 510 – 610 N/mm2

Limita d curgere RP02=350 N/mm2

Diametrul minim al dornului la îndoire la rece la 1800 în funcție de grosimea tablei: d=2,5.a pentru a≤6mm

Alegem lățimea de 1000mm

Analiza documentației tehnice; desene de ansamblu de execuție din punct de vedere al pretențiilor de calitate , corectitudinea reprezentărilor .

1. [NUME_REDACTAT] peretele exterior al rezervorului care nu necesită o precizie ridicată la construcție , ci o precizie mijlocie , astfel că nu sunt necesare utilaje speciale .

2 Elementele de închidere

Ca și în cazul virolei , nici la construcția elementului de închidere nu avem nevoie de precizie ridicată , deoarece și prin alegerea ambutisării în dispozitive metalice avem asigurată o precizie suficientă a virolei pentru a așeza elementul de închidere și al suda.

Solicitările din timpul funcționări nu sunt semnificative , recipienții lucrând la regim slab de presiune și fără solicitări dinamice importante.

Stabilirea itinerariului tehnologic de fabricație.

1. Pentru virolă

Pentru confecționarea acestor elemente se folosește un oțel pentru cazane și recipienții sub presiune , care funcționează la temperatură normală și temperatură joasă , care este sub formă de tablă laminată cu grosimea de 8mm .

Itinerariu tehnologic pentru virolă

Itinerariul tehnologic pentru realizarea capacului

[NUME_REDACTAT] este o operație pregătitoare pentru prelucrăriile prin deformare plastică a tablelor. Pe lângă curățire se mai preactică : îndreptarea , trasarea , debitarea .

Înainte de utiliyare se recomandă aplicarea unor metode de deconservare în curățire . Dintre acestea se evidențiază:

Curățirea mecanică cu discuri abrazive acționate de motoare electrice sau turbine cu gaz. Această metodă se aplică pentru îndreptarea defectelor superficiale adânci și asigură suprafețe cu Rz= 40-80 µm

Metoda are avantajul că nu se creează microelemente galvanice , care conduc la coroziuni locale pronunțate.

Îndreptarea tablei

Îndreptarea tablei reprezintă operația de înlăturare a abaterilor de formă ale semifabricatelor laminate , produse fie în timpul procesului de îndreptare propriu-zis , fie în timpul răciri , depozitării la transport.

Îndreptarea se realizează de obicei prin procesul de deformare plastică la rece ( temperatura sub temperatura de recristaliza ), prin îndoire repetată în direcția transversală a semifabricatelor până la depășirea limitei de curgere a fibrelor exterioare ale acesteia.

Straturile exterioare , deformate plastic la rece , se ecruisează relativ , menținând forma semifabricatului și înlăturând abaterile geometrice.

În cazul în care în stratul ecruisat se depășește gradul critic de deformare (10-15%), pot să apară tensiuni remanente , care , la rîândul lor , pot determina deformări ulterioare. În acest caz , deformarea plastică la rece trebuie asociată cu tratamentele termice. Îndepărtarea se poate realiza pe prese prin încovoiere , având semifabricatul S pe reazemele R și acționând presa B.

Deoarece pe măsură ce se produce îndreptarea pasul ondulațiilor scade, reazemele R sunt mobile , având posibilitatea reglări distanței între ele. În mod curent îndreptarea tablelor și platlaminatelor se folosesc mașini de îndreptat cu valțuri . În general , valțuriile montate pe traversa superioară sunt libere, iar cele montate pe traversa inferioară sunt antrenate prin intermediul uni reductor de către un motor electric.

Traversa superioară este puțin înclinată față de cea inferioară , pentru a se reduce treptat îndoirile , până la anulare înspre ieșire .

Pentru a stabili cantitatea de tablă ce trebuie îndreptată , din bibliografie avem :

pentru tablă – 2-6 mm – se îndreaptă 90% din tablă

– 6-12 mm – se îndreaptă 50% din tablă

Îndreptarea constă în încovoierea semifabricatului în sens contrar abaterii, astfel încât local se atinge limita de curgere a materialului. Îndreptarea tablei se realizează pe mașina de îndreptat cu valțuri , iar deformarea tablei se face sub efectul frecării , ca și antrenarea valțurilor superioare.

Semifabricatele de tipul tablelor prezinta in general o rigiditate scazuta, din aceasta cauza in urma manipularii, transportului si depozitarii se pot deforma primind abateri de la forma nominala.Utilizarea lor in asemenea conditii duce la imprecizii.

Operatia de indreptare se aplica ,de regula, tablelor cu grosimea s<12 mm, dupa o schema prezentata in fgura de mai jos.

Distanta dintre valturi , se stabilestecu relatia de calcul:

T = (1,05-1,1) · Dv

unde: Dv-diametrul valturilor (mm) , conform (anexa 2, tab 4.1, pag 195)

t = 1,05 ∙ 95

t = 99,75 (mm)

Pentru determinarea conditiilor de indreptare se parcurg urmatoarele etape:

a) Se alege tipul masinii de indreptat (

b) Se calculează coeficientul zonei elastice, Ki,

unde: – i – numărul valțului.

k1=0

k2=2·k3

De la al treilea valț și până la penultimul valț, variază liniar după relația:

unde: – n – numărul de valțuri ale mașinii de îndreptat.

La ultimul valț, relația este:

Valorile lui K3 în conformitate cu datele experimentale, în funcție de grosimea tablei și a numărului de valțuri ale mașinii de îndreptat pentru g = 3 mm, K3 = 0,09, numărul de valțuri ale mașinii 11÷17.

c) Se calculează Pi, [N], reacțiunile pe valțurile mașinii:

unde: i – numărul valțului, (i = 1. . . n).

unde: Re – limita de elasticitate a oțelului din care este făcută tabla;

b – lățimea tablei;

s – grosimea tablei;

t – distanța dintre valțuri.

– – momentul necesar învingerii frecărilor dintre tablă și valțuri, având relația:

unde: f are o valoare raportată la frecarea de rostogolire dintre tablă și valțuri, de regulă f = 0,1 mm;

Trasarea semifabricatelor

Trasarea reprezintă transpunerea și marcarea conturului piesei finite pe semifabricat, pe baza desenelor desfășuratelor pieselor, a căror dimensiuni se raportează la suprafața stratului neutru.

În cazul în care din această tablă se execută mai multe piese prin decuparea la trasare, se urmărește ca prin croire consumul să fie minim.

a) Desfășurata unei virole cilindrice drepte – are forma unui dreptunghi de înălțime H egală cu înălțimea virolei și lungimea L determinată cu relația:

L = π ∙ Dn = π ∙ (Di + s)

Unde: Dn – diametrul la stratul neutru;

Di – diametrul interior al virolei;

s – grosimea tablei;

Di = 130 mm

s = 3 mm

L = π ∙ (130+3)

L = 417,831 mm

Dimensiunile de trasare se determina cu relatiile:

Htr = H+2An

unde: An – adaosul pentru prelucrarea marginilor tablei in vederea sudarii, conform (5, tab 8.1, pag 79).

An = 1,5 mm; H = 750

Htr = 750+2∙1,5

Ht r = 753 mm

Lt r = π ∙ (Di+s+a)-b+2 ∙ An+c

unde: a- abaterea admisibila de la circularitatea virolei, a=0,01∙Di;

b- marimea rostului de sudarelongitudinala, pe generatoarea virolei, dupa curbare, b=2 mm.;

c- contractia la sudare;

unde: Ki- coeficient dependent de numărul de treceri la sudare și de materialul tablei; K1 = 0,053, conform [2, tabelul 6.28, p. 74];

Es – energia liniară la sudarea virolei, determinată cu relația:

unde: η – randamentul arcului electric la sudare; η = 0,7÷0,8, în cazul sudării cu electrozi înveliți;

Ua – tensiunea arcului; Ua = 20 V;

Is– intensitatea curentului de sudare; Is = 68 A;

Vs– viteza de sudare; Vs = 46,033 cm/min.

Es = 23,635 daJ/cm.

c = 0,149

Ltr = π ∙ (130+3+1,3) – 2 ∙ 1,5+0,49

Ltr = 418,425 mm.

Debitarea semifabricatului

Debitarea reprezintă o metodă tehnologică de prelucrare dimensională care constă în separarea totală sau parțială dintr-un semifabricat a părții utile. Debitarea sau taierea semifabricatelor din tabla in vederea executarii pieselor se poate realiza: prin forfecare sau folosind o sursa termica.

Taierea tablei pentru virola si capac se face cu foarfeca ghilotina. Taierea se poate realiza cu cutite drepte, cu cutite inclinate sau cu cu tite disc.

Forta necesara forfecarii unui semifabricat de grosime s si latime B este data in relatia:

unde: τr – tensiunea la forfecare, conform (2, tab 6.43, pag 99);

α – unghiul de inclinare a muchie cutitului;

k – coefficient functie de uzura cutitelor, frecarilor si jocului dintre cutite, (k =1,75).

F = 105878,006 N

Debitarea si prelucrarea marginilor

Aceste doua operatii se executa concomitent , asigurandu-se astfel o sporire a productivitatii si o reducere a costului prelucrarii , prin reducerea consumului de acetilena si oxigen ,

Metoda taierii oxiacetilenice , asigura un flux termic mult mai mare , permite semifabricatelor din otel cu grosimi chiar peste 1000 mm, in diferite medii si asigurand o productivitate ridicata , folosind aparatura si dispozitive relativ simple si ieftine , universale si usor de transportat .

CURBAREA TABLELOR

Pentru mașinile de curbat cu trei cilindrii, dispuși simetric, din figura de mai jos, latimea portiunii necurbate este de 76 mm, conform ( 2, tab. 6.40, pag 93).

Indoirea tablelor este o operatie tehnologica de baza de care in final depinde calitatea aparaturii fabricate.

Pentru executarea rezervoarelor de forma sferica , este necesara confectionarea segmentilor din tabla , cu curbura dubla .

Cea mai avantajoasa metoda de indoire este cea prin valtuire . Acesti segmenti se pot confectiona si prin matritare , dar acest procedeu prezinta urmatoarele dezavantaje : cost ridicat al matritelor deoarece pentru fiecare tipodimensiune trebuie confectionata alta matrita ; dimensiuni limitate ale tablelor prelucrate de dimensiunile si puterea presei ; coeficient redus de utilizare a materialului ; productivitate mai scazuta .

Indoirea la masina de valtuit , necesita SDV-uri mai simple , mai usor de realizat , iar pe de alta parte , indoirea se realizeaza intr-un timp de 6…8 ori mai scurt , decat indoirea la prese .

Indoirea segmentilor prin valtuire , se poate realiza in doua moduri :

la masina speciala cu valturi profilate

la masina universala cu trei valturi , folosind sabloane profilate cu care se asigura curbarea transversala a segmentului si a caror lungime este cel putin egala cu lungimea segmentului care se valtuieste .

Tinand cont ca masina de valtuit este mai scumpa , se va alege pentru operatia de valtuire , masina universala cu trei valturi , deoarece are o constructie mai simpla si o raspandire mai mare . In figura care urmeaza (3.10) este reprezentata indoirea segmentilor cu dubla curbura pe masina cu trei valturi

b) Se stabilesc conditiile de temperatura ale curbarii.

Gradul de deformare se apreciază prin raza relativă de curbură (figura de mai jos).

unde: R – raza virolei;

s – grosimea tablei;

Tehnologia valtuirii

Indoirea se realizeaza prin deformare plastica , in timpul deplasarii unui semifabricat intre valturi , antrenarea realizandu-se pe seama fortelor de frecare . Zona in care are loc deformarea plastica , este redusa si se deplaseaza continuu .

Procedeul de indoire se poate face la cald sau la rece , in functie de dimensiunile tablelor . raza de curbura si caracteristicile materialului tablei .

Pentru otelurile aliate cu Mn, se prevede ca valoare orientativa a gradului de deformare critic = 3% .

In functie de gradul de deformare , curbarea se face la rece daca , iar daca , curbarea se face la cald .

Gradul de deformare se apreciaza prin raportul R/S cu relatia :

unde:

S – grosimea tablei

R – raza de curbura la care se va indoi tabla

rezulta ca indoirea se face la rece .

Deoarece semifabricatul ce urmeaza a fi valtuit are o lungime mare , se pune problema stabilitatii (fig 3.11) . Pierderea de stabilitate a tablei de valtuire poate avea loc la inceputul indoirii cat si la sfarsitul acesteia . Experimental s-a stabilit ca pentru a evita pierderea stabilitatii trebuie respectata conditia :

unde :

D – diametrul virolei [mm]

S – grosimea tablei indoite [mm]

Pentru a preintampina pierderea stabilitatii , ce poate genera accidente , se folosesc dispozitive speciale pentru sustinerea tablei in timpul valtuirii .

La productia individuala , se apeleaza la poduri rulante pentru sustinerea tablei .

Ca masura tehnologica pentru evitarea pierderii stabilitatii , se recomanda valtuirea intai a capetelor la 1/3 din lungime , apoi a partii din mijloc .

Fig 3.11

A – inceputul indoirii

B – sfarsitul indoirii

I , II , III – fara pierderea stabilitatii

IV – cu pierderea stabilitatii

Elemente de calcul la valtuire

Eforturile pe valturi se determina folosind schema simplificata din figura , corespunzatoare indoirii pe masini simetrice cu trei valturi .

Se foloseste masina universala cu trei valturi simetrice , deoarece incarcarea valtului superior este mai mica decat in cazul valturilor asimetrice .

Forta aplicata tablei de valtuit de catre valtul lateral , , va fi :

unde:

M – momentul incovoietor la care este supusa tabla

R – raza de curbura a tablei

– unghiul indicat in figura

Pentru indoire , se considera masina cu urmatoarele caracteristici :

= 350 mm

d = 200 mm

l = 1000 mm

v = 0,1 m/s

= 0,8

= 30 kW

Momentul incovoietor :

in care :

b – latimea tablei [mm]

k – coeficientul zonei elastice

– limita elastica a materialului [N/mm²]

330 N/mm²

S = 30 mm

R = 6200 mm

E = 2,06 · 10 N/mm²

M = 143043,91 Nm

N

295789,72 N

Forta rezultata pe valtul superior va fi :

N

N

Momentul necesar rotirii valturilor :

in care :

momentul necesar pentru deformarea tablei

momentul necesar pentru invingerea frecarilor

N·m

in care:

f – coeficient de frecare prin rostogolire intre valturi si tabla

f0,8 mm

coeficient de frecare in lagarele valturilor

d – diametrul fusurilor de reazem ale valturilor

= 12714,225 N·m

5888,23 + 12714,225 = 18602,445 N·m

Puterea necesara la valtuire , in cazul realizarii unei viteze de avans a valturilor v , este data de relatia :

in care :

– randamentul masinii de valtuit

– 0,8

W

N = 13,287 kW

Deoarece puterea motorului Nm>N rezulta ca valtuirea se poate efectua pe masina aleasa .

CAP : IV : Integrarea sistemului tehnic proiectat în structura sistemului de

automatizare a procesului de transformare deservit.

Depurarea biogazului : -filtrare

-deumidificare

-desulfarea

Depurarea biogazului

Tratarea biogazului este esentiala pentru a garanta corecta functionare a cogeneratoarelor.
In biogaz sunt prezente mici cantitati de anumiti compusi care, din cauza proprietatilor lor exidante sau de incombustibilitate, trebuie sa fie eliminate pentru a favoriza un bun proces de ardere prin urmatoarele tehnici: :

Curățarea gazului: Tot biogazul folosit în mod normal trebuie curățat prin îndepărtarea hidrogenului sulfurat și amoniacului.

Filtrarea cu filtre de nisip sau pietris, necesara pentru a elimina solidele in suspensie care sunt in mod esential material organic, grasimile si eventualele spume inainte de aspirarea compresoarelor de recirculare sau a compresoarelor auxiliare ale cazanului sau ale motoarelor cu gaz;

Uscarea:Biogazul rezultat din digeratoare este cald și umed. Pentru a preveni coroziunea, trebuie de-umidificat și răcit. O metodă este depozitarea gazului într-un rezervor subteran sau uscarea prin răcire comprimata.

Îndepărtarea CO2 este o metodă curentă pentru reducerea amoniacului. Este realizată prin spălare cu gaz, spălare la presiune sau spălarea cu absorbție. Alte metode includ separări criogenice ale gazului la temperaturi joase sau separarea cu membrane.

Comprimarea:Deseori, furnizarea biogazului în rețeaua de gaz natural necesită comprimarea. De exemplu, folosirea biogazului pentru vehicule necesită o comprimare de 22 bar.

Deumidificarea, temperatura biogazului la iesirea din digestor este de cel putin 35º C cu un grad de umiditate ridicat care duce vaporii de apa prezent la condensare, pentru care se predispun de-a lungul tubulaturilor puturi de colectare a apei condensate. Dar pentru a evita formarea condensului in camera de ardere (combustie) trebuie sa se elimine in mod drastic umiditatea, utilizand de exemplu un utilaj de condensare compus dintr-un frigorifer cu expansiune directa, un schimbator cu legatura tubulara apa / biogaz si un filtru cu coalescenta unde sunt condensati vaporii care vin apoi extrasi prin descarcare automata sau manuala;

Desulfurarea necesara pentru abaterea compusilor pe baza de sulf se poate desfasura prin filtre chimice reumplute cu oxizi de fier care provoaca precipitarea compusilor si astfel, extractia lor; prin turnurile de spalare care spala gazul in contracurent printr-un flux de apa si oxid de fier; sau prin desulfurarea biologica emitand direct in digestor un procentaj de aer de aproximativ 5-10% din gaz, pentru a permite cepilor bacterieni speciali sa pregateasca o reactie de precipitare biologica a sulfului.

Curățarea cu ajutorul filtrelor: folosirea filtrelor din fier după producerea gazului. Filtrul trebuie schimbat după saturarea substratului de umplere.

Curățarea direct în rezervorul de gaz prin adăugarea de oxigen. Hidrogenul sulfurat va fi transformat în sulf. Sulful rămâne în rezervor, iar gazul va fi dirijat. Aceasta este metoda curentă, dar datorită depozitării sulfului în rezervor, concentrația hidrogenului sulfurat nu ar trebui să fie prea mare.

Atunci când substratul de umplere are o concentrație mare de proteine – cum ar fi deșeurile din industria alimentară – biogazul va avea o concentrație mărită de hidrogen sulfurat. Orice fel de filtru va îndepărta hidrogenul sulfurat iar schimbarea în sulf nu este recomandată. Este mai bine să se folosească ioni de Fe2 în digeratoare. Aceștia vor lega sulful și vor deveni insolvabili în îngrășământ.

Trebuie avută în vedere concentrația de hidrogen sulfurat din îngrășământ, care nu trebuie să fie prea mare. Bacteriile tolerează doar cantități mici.

Inovarea – Acțiune de îmbunătățire calitativă a sistemului tehnic

Analiza s-a efectuat prin exemplificări din structura instalațiilor realizate de UTS-Biogastechnik GmbH, (Schwindegg, Germania). Aceste instalații de producere a biogazului marca destinate fermentării materiilor organice au în structură subansamble în concepție nouă, brevetate la nivel european. Activitatea de cercetare-dezvoltare a firmei UTS s-a axat în mare măsură pe perfecționarea sistemului de amestecare, utilizându-se atât versiuni de acționare electrică cât și hidraulică. Astfel, prin brevetul EP 1 130 084 A1 se aduc substanțiale îmbunătățiri sistemului de amestecare a materialului biologic supus fermentării. Instalațiile au cel puțin un recipient fermentator, în partea inferioară având o zonă pentru materia organică fluidă, iar în partea superioară, zona de acumulare ( înmagazinare ) a biogazului produs prin fermentare. În acest fermentator există cel puțin un malaxor acționat de un motor imersibil. Sistemul de amestecare se poate regla axial (vertical) și/sau unghiular(orizontal). Alimentarea cu energie a motorului se face printr-o trecere etanșă prin peretele recipientului, trece prin zona de acumulare a gazului și este apoi condusă la motor.

Figura 2. Instalație de amestecare pentru fermentarea materialelor organice.

Motorul imersibil de acționare poate fi electric, hidraulic sau pneumatic. Agregatul hidraulic sau compresorul sunt poziționate în afara incintei. În componență sunt, de asemenea diferite sisteme de poziționare pe verticală și/sau orizontală a malaxorului cu diferite soluții de derulare și rulare a cablurilor și/sau conductelor ce asigură alimentarea cu agent energetic a motorului. Deasupra fiecărui sistem de amestecare, în plafonul recipientului fermentator se găsește o deschizatură etanșată pe care se află puțul-service. Prin acest puț-service se poate extrage amestecătorul pentru a se executa lucrări de întretinere sau reparații. Datorită acestei soluții se pot desfăsura intervenții fără a fi nevoie întreruperea procesului instalației prin descoperirea și/sau golirea recipientului fermentator.

Avantajele aplicării soluțiilor tehnice brevetate sunt următoarele:

creșterea securității muncii prin eliminarea pericolului de electrocutare datorită folosirii motoarelor electrice imersibile;

scădere prețului prin eliminarea soluțiilor constructive speciale privind funcționarea motoarelor electrice in mediu gazos.

Securitate absolută în ceea ce privește pericolul de explozie în incinte cu mediu gazos și în imediata lor vecinătate.

Sistemul este economic, intervalele de timp pentru. întreținere și reparații fiind considerabil mai mari, comparativ cu acționarea cu motoare electrice, motoarele hidraulice fiind mai fiabile și mai ușor de întreținut.

Soluțiile patentate pot fi cu ușurință incluse într-un sistem automatizat, computerizat.

Prin posibilitatea ajustării poziției malaxoarelor, pe verticală și/sau orizontală, se optimizează procesul biologic, asigurându-se, funcție de nivelul de umplere al fermentorului și al viscozității substratelor, omogenizarea, împiedicarea sedimentărilor, sau formarea crustei la suprafața substratului în fermentare.

Datorită puțului-service, se pot efectua lucrări de reparație și întreținere fără a fi necesară întreruperea procesului de producere al biogazului prin descoperirea și/sau golirea fermentorului.

Timpul necesar întreținerii sau reparației se reduce la minimum.

Accesul operativ în instalația de fermentare se asigură printr-un sistem brevetat european (EP 1 717 30 A1). Acesta este realizat într-o construcție care protejează o deschidere etanșată aplicată în tavanul din beton, sau în acoperișul din folie al fermentorului. Prin trapa etanșă a deschizăturii trece sistemul de susținere, de alimentare și poziționare pe verticală și orizontală al malaxorului. In caz de avarie sau pentru revizie, se va deschide trapa prin care se va scoate amestecătorul. Imediat după ce amestecătorul a fost scos, trapa se închide, asigurându-se etanșarea recipientului pentru derularea fără perturbații sau întreruperi a procesului biologic. Pierderile de gaz în timpul acestei operații este minimal. După terminarea intervenției, se deschide trapa de acces și se introduce amestecătorul, procesul de producere al biogazului nefiind perturbat.

Sistem de acces operativ în instalația de fermentare.

Prin aplicarea acestui brevet, se asigură continuitatea procesului biologic de producere al biogazului în cazul necesității executării lucrărilor de reparație sau de revizie al malaxoarelor. Aceasta invenție elimină costurile ce ar fi necesare pentru descoperirea reactoarelor de fermentare și eventual chiar golirea lor pentru a avea acces la malaxoare. De asemenea, elimină pierderile ce s-ar produce din cauza perioadei îndelungate de staționare și apoi de repornire și stabilizare a procesului biologic de producere al biogazului. Se elimină de asemenea cheltuielile suplimentare datorate pierderii unei cantități mari de substrat (material biologic) datorat descoperirii fermentorului, și îndepărtarea acestuia.

Variantele constructiv-funcționale de instalații analizate, produse de firma germană UTS Biogastechnik, se dovedesc se alătură cu succes deja multora existente în funcțiune în țările europene. Firma a pus în funcțiune două tipuri de instalații:

Triton®,

Helios®,

Instalațiile de tip Triton sunt compacte, ocupând suprafețe minime, cu rețele de conducte de lungime minimă, amplasate exclusiv în interiorul rezervoarelor, iar casa pompelor este în zona centrală construcției. Construcția este modulară, cu legături și protecții foarte etanșe.

Figura 4. – Instalație de tip Triton cu capacitate de 700 – 1000 kW cu casa pompelor plasată central.

Instalațiile de tip Helios, sunt caracterizate printr-o flexibilitate ridicată, distribuție compactă a compartimentelor de lucru, cu o multitudine de posibilități de extindere, de mărire a capacității de prelucrare.

Ambele variante sunt realizate din componente și subansamble prefabricate, respectiv standardizate. Toate închiderile sunt etanșe, asigurând eliminarea pierderilor de metan precum și o folosire completă a gazelor reziduale. Ușurință mare în curățire și întreținere. Sistemele de amestecare sunt foarte eficiente asigurând o valorificare energetică completă. De asemenea, se asigură o montare operativă, în timp scurt și eforturi

Instalațiile produse de firma UTS se regăsesc în locații din Italia, Germania, Ungaria, Cehia. Spre exemplu instalația din [NUME_REDACTAT] are o putere instalată a grupurilor de producere combinată a energie electrice și termice, CHP instalată de 2x 341 Kw, cu o putere electrică de 16 Mwh/zi, respectiv, 5.377 Mwh/an. Energie termică eliberată de aproximativ 17 Mwh/zi, adică 5.645 Mwh/an. Capacitatea energetică a instalației poate fi suficientă pentru 1700 gospodarii cu energie electrica si 160 gospodarii cu căldura.

Figura 5. – Instalație de tip Helios® cu capacitate de peste 750 [NUME_REDACTAT] schene tehnice de automatizare a instalatiei:

Dozatorul:

Sistem mobil de amestecare și dozare a biomasei

[NUME_REDACTAT]

Acționate de motoare imersibile alimentare din exterior cu putere de la 7,5 la 22 de kW/h

Preformanța agitatoarelor testate in apa

Toate sistemele din aceasta instalatiepot fi automatizate și comandate cu ajutorul unui centru de comandă:

CAP : V : Elemente de analiză economică

Influența calități dejecțiilor de tratat în randamentul biogazului

Biodegradabilitatea complexiva a dejectiilor analizata la nivelul bazinului de colectare a canalizarilor poate varia intre 60 si 80%, in functie fie de varsta dejectiei fie de tipul de alimentatie. O clasificare ulterioara a fractiunilor biodegradabile , permite distingerea in interiorul fractiunii solubile intre o parte rapid biodegradabila (circa 20% din SSV) si una mai usor biodegradabila, si in interiorul partii suspendate intre o parte suspendata usor hidrolizabila si una hidrolizabila mai lent.

Datele recoltate din probele de laborator pe termen lung, in conditii normale ale reactorului anaerob, cu timpi de stabilitate hidraulica limitati, ating niveluri de transformare a substantei organice in gaz biologic variabile intre 70 si 90% din biodegradabilitatea maxima in functie de starea dejectiilor. Scazute niveluri de transformare in biogaz pot fi imputabile pe temperaturi joase, cu timpi de retentie hidraulica prea scurti (sau cu incarcaturi organice prea ridicate) in functie de temperatura de proces, cu comportamente urate hidrodinamice a reactorului cu formare de zone moarte si fluxuri de by–pass intre intrare si iesire sau in prezenta substantelor inhibante sau antibiotice in concentratii ridicate.
O ulterioara reducere de 12,5% circa din substanta organica transformabila in biogaz rezulta din operatiile de pretratament a dejectiilor necesare pentru remiscarea solidelor mai grosolane care pot provoca probleme de cruste superficiale in reactori neamestecati. La sfarsit se calculeaza randamentul de biogaz, trebuie sa se recurga la analiza stechiometrica, din care se obtine ca pentru fiecare g de COD distrus se produc 0,35l de metan in conditii standard (volum calculat la 0ºC si la presiune de 1 atmosfera absoluta).
In realitate aceasta valoare va fi corectata in masura in care o fractiune in medie care poate fi evaluata la 5% din COD distrus este utilizat pentru cresterea celulara a biomasei anaerobe responsabile de proces. Factorul de transformare scade asadar la 0,33. Dat fiind ca biogazul este de obicei masurat la temperatura si presiunea diferita de conditiile standard, aceasta valoare va fi multiplicata printr-un factor egal cu (273 + T)/273 unde T este temperatura de masura in ºC, si impartita printr-un factor (10,33 + P)/10,33 unde P este presiunea de masura in mm de coloana de apa(procedura inversa va fi facuta daca se vrea o masura in conditii de reactor la o masura in conditii standard). Deseori insa, dupa cum este indicat mai sus, se estimeaza randamentele de productie de biogaz cu parametrii se considera mai usor de determinat la nivel zootehnic, si totusi corelate la COD, ca substanta organica prezenta in dejectii.

Cost și profit

Biogazul este o afacere foarte profitabilă, mai ales dacă substraturile organice sunt ușor de procurat. Acesta este în special cazul marilor companii producătoare și procesatoare de alimente sau întreprinderilor agricole.

Situația costurilor anuale regulate privind tratarea deșeurilor organice

Care este potențialul biogazului.

În contextul schimbărilor climatice și actualelor politici energetice,  necesitatea utilizării surselor de energie regenerabile, sustenabile și indigene este din ce în ce mai ridicată. 

Utilizarea unor materiale pentru producerea de energie, care pot fi considerate deșeuri și a căror depozitare costă bani, devine clar o abordare inteligentă. În plus față de beneficiile pentru mediu, creșterea prețului energiei convenționale și cerințele din ce în ce mai mari pentru un  management adecvat al deșeurilor organice sunt argumente în favoarea producerii de biogaz.. 

Însă utilizarea bălegarului, deșeurilor organice și a altor tipuri de biomasă ca surse de energie, depinde în mare măsură de disponibilitatea  acestora. Disponibilitatea și utilizarea sunt strict dependente de politicile energetice și de mediu naționale și UE.  Co-fermentarea bălegarului și a altor tipuri de deșeuri organice în centrale de biogaz reprezintă un proces integrat. Pe lângă producerea de energie regenerabilă, procesul include beneficii de mediu și agricole, cum sunt:  

economisire a banilor de către fermieri

îmbunătățirea eficienței fertilizatorilor

reducerea emisiilor gazelor cu efect de seră

reciclare ieftină a deșeurilor

reducerea neplăcerilor cauzate de mirosuri și muște  

posibilitatea reducerii patogenilor prin igienizare, toate acestea conectate cu producerea de energie regenerabilă.

Gazul natural, petrolul și combustibilii solizi acoperă piața de energie primară a României în proporție de 74%. Consumul total a înregistrat o creștere slabă în ultimii 3 ani, după ce a manifestat o scădere semnificativă în perioada 1990-1999. Cantitatea de petrol și gaz natural au înregistrat o scădere importantă din 1990 iar alimentarea cu petrol este acum sub media EU-27de 38%.  În schimb, sursele regenerabile au crescut constant, înregistrând 12% din consumul total intern, mai mare decât EU-27 cu 6%.   

40 % din teritoriul României este ocupat de teren agricol, iar cca 30% de păduri, însă doar 10% din totalul de biomasă este folosit pentru producerea energiei.  Biomasa este utilizată în general pentru încălzire, ardere directă și apă caldă.

Contextul reconsiderări produceri biogazului

De aproape 400 de ani se fac cercetări în domeniul chimiei gazelor, Volta fiind primul care a extras metanul, (constituent principal al biogazului), din gazele colectate din mlaștini. [NUME_REDACTAT], interesul mai mare pentru cercetarea posibilităților de producere a biogazului apare după 1958, când la [NUME_REDACTAT] de [NUME_REDACTAT] (C.E.I.B.) de la Băneasa, s-au inițiat cercetări de laborator pentru izolarea unor surse active de bacterii metanogene și obținerea de gaze combustibile pe cale biologică, din diferite substraturi organice (dejecții de animale și gunoaie menajere). Cercetarea românească a trecut de la nivelul fundamental, constând în aprofundarea microbiologiei procesului de metanizare și la selecția de surse de bacterii metanofore cu activitate maximă în vederea optimizării bioconversiei energetice, la cel aplicativ, cu eficiențe economice semnificative, materializate în existența și funcționarea în condiții normale de producere și captare a biogazului, instalații cu o capacitate însumată la nivelul țării, de aproape 85.000 m3 biogaz/zi, respectiv 30 milioane m3/an, încă din deceniul 8 al secolului nu demult încheiat. Din nefericire, atât cercetarea cât și industria au cam abandonat domeniul. Mileniul a III-lea începe cu o reconsiderare a resurselor energetice, pe fond ecologic și economic. Progresul umanității se poate aprecia și prin calitatea vieții, dependentă de un consum energetic individual cu o creștere lentă dar continuă. Pentru asigurarea energiei necesare sunt reconsiderate resursele energetice alternative. În prima parte a anului 2008, [NUME_REDACTAT] a adoptat o Rezoluție privind agricultura durabilă și biogazul, considerându-se necesitatea revizuirii legislației europene ((2007/2107(INI)). Astfel se recunoaște că biogazul este o resursă energetică vitală, care contribuie la dezvoltarea durabilă a economiei, agriculturii și a mediului rural și la protecția mediului, subliniindu-se contribuția pe care o poate avea biogazul la reducerea dependenței sectorului energetic al [NUME_REDACTAT]. Totodată se consideră că folosirea biogazului în principal pentru producerea de electricitate și energie termică ar putea contribui în mod semnificativ la realizarea obiectivului obligatoriu de a obține, până în 2020, o pondere de 20% a energiei regenerabile din consumul total de energie al UE. Cu acest prilej s-a încurajat, atât Uniunea cât și statele membre să exploateze potențialul uriaș al biogazului prin crearea unui mediu favorabil, precum și prin menținerea și dezvoltarea regimurilor de sprijin pentru a promova investițiile în instalațiile de biogaz și garantarea viabilității acestora. Un mare accent s-a pus pe calitatea instalațiilor de producere a biogazului în special pe bază de gunoi de grajd, nămol de epurare sau deșeuri organice, care pot duce la creșterea gradului de percolare a amoniacului. Este necesar ca prin construcție acest efect colateral să poată fi ținut sub control. S-au emis recomandări pentru adoptarea unor măsuri în legislația națională privind instalațiile de biogaz, precum și în cadrul condițiilor de acordare a subvențiilor pentru instalațiile de biogaz. De asemenea, au fost îndemnate statele membre și Comisia să ia toate măsurile pentru ca instalațiile de biogaz să nu aibă scăpări de metan, deoarece prin aceasta s-ar compromite efectul benefic asupra încălzirii globale. Printr-un raport Parlamentul european prin Comisia pentru industrie, cercetare și energie recomandă Comisiei pentru agricultură și dezvoltare rurală ca producția de biogaz din gunoi de grajd, nămol de epurare, ape reziduale urbane, deșeuri de origine animală și deșeuri organice să contribuie la diversificarea surselor de energie, reprezentând prin aceasta, într-o măsură semnificativă, un aport la securitatea, competitivitatea și durabilitatea aprovizionării cu energie la nivel european, precum și o oportunitate de creare de noi venituri pentru agricultori. Sistemele tehnice de producere a biogazului se perfecționează continuu, fiecare producător urmărind să aducă îmbunătățiri care să determine creșterea calității prin performanțe ridicate de valorificare superioară a materiei prime destinate producerii biogazului, precum și de convertire a biogazului în energie electrică și/sau termică. Concurența pe piața constructorilor de instalații fiind destul de mare, inovările se aduc atât la nivel de principiu cât, mai ales la nivelul subansamblelor și componentelor.

Principiul de producere a biogazului, ce constă în formarea de gaze combustibile prin descompunerea substanțelor organice umede in medii lipsite de oxigen molecular, este un proces care se produce in mod natural pe Terra. În figura 1 se prezintă ciclul de transformare a energiei în natură prin intermediul biogazului, cu posibilitatea de valorificare industrială, în instalații specializate de convertire în energie electrică și căldură atât de necesară gospodăriilor.

Figura 1. – Ciclul de transformare a energiei în natură prin intermediul biogazului.

Ce sunt și cum funcționează certificatele verzi

Certificatele verzi sunt adevarate titluri negociabile pe piata electrica, emise si controlate de administratorul retelei de transformare nationala (GRTN), avand scopul de a stimula productia de energie electrica din energii alternative si atestand provenienta acestei energii din instalatii alimentate din energii alternative ca: soarele, vantul, resursele hidrice, resuresele geotermice, si transformarea in energie electrica a produselor vegetale sau a rezidurilor organice si anorganice.
Pentru a avea drept la certificare, instalatile trebuie sa fie calificate de GRTN ca instalatii alimentate din energii alternative ( IAFR), deci instalatile de biogaz care folosesc deseuri organice si/ sau produse vegetale cu scopul de a produce energia electrica au drept la calificarea IAFR si la eliberarea certificatelor verzi care se obtin dupa urmatoarea procedura:

solicitare la GRTN recunoasterea IAFR

avand recunoasterea se poate solicita la GRTN emiterea certificatelor verzi pentru anul in curs

impreuna cu cererea pentru anii ulteriori intrarii in productie, trebuie sa fie prezentata declaratia facuta la UTF care va demonstreaza productia efectiva.

Conditiile tehnice pt cedarea energiei trebuie sa fie in concordante cu societatea distribuitoare

Pentru a obtine un certificat verde este nevoie sa se produca anual cel putin 50.000 kwh de energie electrica, dar pentru instalatiile mici este suficient o productie de energie peste 25.000 kwh anual pentru a avea drept la un certificat verde.Certificatele sunt acordate instalatiei calificate pentru 8 ani consecutivi intrarii in exercitiu, cu posibilitatea de a obtine pentru anii urmatori noi certificate prin remodernizare sau reintensificare a instalatiei. In present se discuta posibilitatea din punct de vedere legislativ de a creste la 12 ani perioada de eliberare a certificatelor verzi. Cererea de certificate este impusa de lege, in masura in care ramane in vigoare obligatia de a introduce in sistemul electric national o cota parte din energia produsa din energii alternative echivalent cu 2,35% sporit cu 0,35% pe an din 2004 pana in 2006 si pentru urmatorii 3 ani 2007-2009 si 2010-2012 sporirea va fi egala sau mai mare.
Pretul certificatelor verzi este variabil si fixat de la an la an pe baza facilitatilor acordate, amintind faptul ca pe anul 2007 valoarea a fost fixata in 9,739 eurocent/kwh si este recunoscut pe toata productia atat cea autoconsumata cat si a cea cedate. Este foarte important a se evidentia ca certificatele verzi din posesia administratorului unei instalatii de biogaz si energie electrica produsa de aceeasi instalatie, pot fi vandute separat intrucat certificatele verzi sunt platite pe cantitate totala de energie electrica produsa de instalatie, in timp ce energia electrica care e platita este cea cedata retelei nationale , care la randul sau foloseste conditia favorabila de prioritate intrucat este produsa din energii alternative. In plus operele pentru realizare unei instalatii IAFR sunt de utilitate publica, dupa cum prevede dectretul legislativ 387/03. Ramanand in competanta CPI, a serviciului anti incendiu al Ministerului de Interne, toate operele referitoare la realizare si gestionare sunt supuse unei autorizatii unice eliberata de regiune sau de alt subiect delegat si IAFR de putere mai mica decat 3 MWt sunt activitati luate in considerare ca si activitati cu poluare atmosferica putin semnificativa.

Cum se cedeaza energia

Energia produsa de surse alternative, in prezent la cererea producatorului, este retrasa de administratori de retea la pretul en-gross al energiei electrice cedate de catre cumparatorul unic de la firmele distribuitoare, deci posibilele destinatii ale energiei produse sunt urmatoarele: :
1) Pe piata:

vanzand energia unui client final sau unui en-grossist prin contract bilateral

vanzand energia la bursa

2) Sa soliciti administratorului de retea la care este conectata instalatia, retragerea energiei electrice produse. Exista o conventie precisa stipulata de Federenergie, [NUME_REDACTAT], GRTN, [NUME_REDACTAT] si asociatia producatorilor care are scopul de a defini modalitatile tehnice, economice si contractuale pentru preluarea energiei electrice.
Asemenea conventie este de durata anuala si se poate reinnoi pentru teritoriul propriu producatorul cedeaza administratorului din retea intreaga energie electrica produsa neta mai putin cea autoconsumata.

Datorita conventiei pentru instalatiile alimentate cu energii alternative cu putere de pana la 1MW administratorii de retea garanteaza urmatoarele preturi minime definite pe trepte: pentru primele 500.000 kWh anual 95 euro/MWh , de la 500.000 KWh pana la 1 milio de KWh anual 80 euro / MWh , de la 1 milio pana la 2 milioane de KWh anual 70 euro / MWh , peste 2 milioane KWh anual pretul [NUME_REDACTAT] (pe secvente orare sau indiferentiat)

Aplicarea acestor preturi minime a fost recunoscuta pentru garantarea acoperirii costurilor micilor instalații care utilizează energii alternative, dar care nu sunt in măsură sa participe si sa concureze pa piața, in primul rând pentru ca energia retrasa de administratorii de rețea este remunerata pe emiterile efective producătorii au avantajul de a nu prezenta programe de producție, si deci nu sunt aplicate echivalentele debalansării . Costurile ce trebuiesc plătite gestionarului de rețea sunt 120 euro anual pentru instalație pentru acoperirea costurilor administrative si 0.5% din contravaloarea energiei preluata; daca administratorul de rețea gestionează contractele trebuie să se predispună alți 120 euro anual pentru instalație si 0.5% din contravaloarea energiei preluate.

De multi ani este pusa in miscare dezvoltarea sistemelor de productie a energiei electrice pe baza exploatarii de surse energetice alternative. Biogazul este una dintre aceste surse energetice. Datorita noilor norme in materie de autoproductie, recunoasterii valorii ambientale a energiei electrice din surse alternative si unei tehnologii de acum omologata, astazi este posibil sa se produca biogaz pentru generarea de caldura si electricitate in conditii avantajoase. Centrul de [NUME_REDACTAT] Ambiental si Materiale ENEL a condus, in primii ani de dupa 90, in colaborare cu [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] din [NUME_REDACTAT] Emilia, o investigatie pe raza larga in [NUME_REDACTAT] pe potentialitatea biogazului productibil plecand de la dejectiile zootehnice.

Din investigatie a rezultat ca cogenerarea de energie electrica si caldura prin biogaz poate da nastere a avantaje evidente, fie in campul energetic, fie in cel ambiental. Cogenerarea se poate integra in mod convenabil in instalatiile crescatoriei, in special in cazul in care trebuie sa fie realizate opere corespunzatoare pentru solutionarea celor mai presante restrictii normative in materie de depurare a dejectiilor. Finalitatea este aceea de a promova biogazul ca energie alternativa, evidentiind elementele normative si tehnologice, permitand viziunea unui cadru realist si util al folosirii de biogaz in spatiul modernei practici zootehnice.

MĂSURI DE PROTECȚIA MUNCI , IGIENA MUNCI ȘI P.S.I.

în apropierea instalației de biogaz este interzis a se umbla cu foc deschis sau flacăra de orice fel ;

în încăperile și la aparatele la care se utilizează biogazul se vor lua aceleași masuri de protecție ca și la utilizarea gazelor lichefiate sau a Gazului metan ;

manipulare materiei prime , transportul acesteia , formarea amestecului , etc. , trebuie făcute cu respectarea stricta a regulilor de igiena personala ;

se va evita contactul direct cu materialele supuse fermentări , se vor pansa și feri eventualele răni deschise , etc. ;

după efectuarea lucrărilor de alimentare a fermentatorului se vor spăla obligatoriu mâinile cu apă și săpun ;

pentru protecția îmbrăcămintei , se vor purta șorț de protecție din pânză , de protecție .

[NUME_REDACTAT] de calitate a sistemelor tehnice de producere și valorificare a biogazului este într-o continuă creștere. Cine investește în instalații noi, dorește să-și asigure beneficii pe termen lung și să excludă eventuale riscuri.

Durabilitatea și disponibilitatea ridicată decid asupra funcționării economice a instalațiilor.

Investițiile realizate în această directie trebuie să asigure un raport corect calitate/preț, într-o concepție desăvârșită și materialele de calitate superioară, cu o funcționare îndelungată. În condițiile în care va fi mereu o creștere a productivității recoltelor agricole, cu reducerea cheltuielilor, producerea energiilor alternative poate aduce o contribuție esențială în domeniul energetic. Instalațiile de producere și valorificare a biogazului prezintă în plus avantajul că, în cazul alimentării continue cu substraturi, furnizează energie electrică la putere relativ constantă – avantaj care va juca un rol tot mai important în discuțiile despre energie, în viitor.

Rentabilitatea funcționării unei instalații de biogaz depinde în mod decisiv de durata de viață și de fi abilitatea ei. Prin utilizarea materialelor de calitate superioară, precum și a subansamblurilor performante, cu grad ridicat de automatizare, activitățile de întreținere și de revizie sunt reduse la minim, astfel încât instalațiile ating în mod uzual perioade lungi de exploatare cu un grad de utilizare efectivă de peste 90%. Unitățile de fermentare realizate fie din beton armat sau oțel inoxidabil se derulează procese biologice, de la descompunerea materiei prime până la formarea biogazului. Compoziția foarte agresivă a gazelor produse poate ataca multe materiale. De aceea, se folosesc cele mai potrivite materiale, funcție de varianta constructivă, utilizată. Unitățile de fermentare sunt dotate cu scări de acces, platforme cu grilaj, toate conform normelor de siguranță și prescripțiilor în vigoare. Cupola de gaz poate fi realizată și din membrane speciale, rezistente la radiații ultraviolete.

Eficiența economică a unei instalații de biogaz depinde în mod decisiv de calitatea programului de comandă a procesului. Din acest motiv, se livrează unități de comandă cu softul necesar, pentru toate instalațiile de biogaz, începând de la cele mai mici până la cele mai mari. Toți parametrii de intrare importanți, cum ar fi tipul substraturilor, cantitățile de dozare zilnice și orele de alimentare pot fi preselectați. Nivelul de umplere pe zone este supravegheat și monitorizat în mod automat, pompele și agitatoarele sunt comandate automat, reducându-se astfel costurile exploatării. Toate datele controlate de calculator în timpul exploatării, pot fi vizualizate pe un display și tipărite. Aceasta ușurează controlul și supravegherea procesului, permite sesizarea din timp a unor deficiențe, astfel încât pot fi luate din timp măsuri preventive. De asemenea, instalațiile de calitate asigură o supravegherea calității gazului, transmiterea la distanță a datelor, sesizarea automată a problemelor tehnologice și semnalizarea lor, precum și înregistrarea și vizualizarea datelor cogeneratorului CHP.

În majoritatea țărilor europene există o mare preocupare pentru valorificarea energetică a gunoiului de natură biologică din gospodării, a dejecțiilor animale, deșeurilor naturale, nămolurilor rezultate din diferite procese de producție agroalimentare, gama instalațiilor de producere a biogazului fiind foarte diversă.

[NUME_REDACTAT] este necesară o extindere a experiențelor pozitive, adaptarea legislației la legislația europeană, cu toate facilitățile stimulative acordate celor care produc sau utilizează forme de folosire a energiilor alternative.

În anul 2007 producția de energie regenerabilă în Europa a fost următoarea:

66.1% din biomasă

22.2% din energia centralelor hidrodinamice

5.5% din energia eoliană

5.5% din energia geo – termală

0,7% din energia solară (termală și panouri solare)

MĂSURI DE PROTECȚIA MUNCI , IGIENA MUNCI

în apropierea instalației de biogaz este interzis a se umbla cu foc deschis sau flacăra de orice fel ;

în încăperile și la aparatele la care se utilizează biogazul se vor lua aceleași masuri de protecție ca și la utilizarea gazelor lichefiate sau a Gazului metan ;

manipulare materiei prime , transportul acesteia , formarea amestecului , etc. , trebuie făcute cu respectarea stricta a regulilor de igiena personala ;

se va evita contactul direct cu materialele supuse fermentări , se vor pansa și feri eventualele răni deschise , etc. ;

după efectuarea lucrărilor de alimentare a fermentatorului se vor spăla obligatoriu mâinile cu apă și săpun ;

pentru protecția îmbrăcămintei , se vor purta șorț de protecție din pânză , de protecție .

Instructiuni privind protectia munci

Conform reglementărilor legale în vigoare, unitatea beneficiară a mașinii de umplut membrane, are obligația să elaboreze instrucțiuni de lucru și protecția muncii și să le afișeze la locuri vizibile, de la locul de muncă aferent. La elaborarea acestora trebuie luate în considerare prevederile normativelor legale de tehnica securității muncii, de protecție a muncii în condițiile concrete ale amplasării mașinii de umplut membrane.

Unitatea beneficiară are obligația ca în decurs de un an de exploatare a mașinii să completeze prezentele instrucțiuni cu toate măsurile ce s-au ivit pe parcurs și să le înainteze forurilor superioare și elaboratorului lucrării, pentru eventuala includere în normativele de protecție a muncii din ramura constructoare de mașini.

Măsurile de siguranță, pentru preîntâmpinarea accidentelor de muncă, care se impun a fi respectate de către operatorul acestei mașini, sunt următoarele :

interzicerea introducerii mâinilor sau a altor obiecte spre interiorul pompei de carne în timpul funcționării acesteia ;

înainte de deschiderea capacului pompei de carne sau capacul dispozitivului de vacuumare, pentru curățire, se deconectează obligatoriu mașina de la rețeaua electrică prin acționarea întrerupătorului general ;

pentru prelucrarea întregii compoziții de carne care a mai rămas în pâlnia de alimentare la terminarea lucrului, se împinge compoziția rămasă, cu ajutorul unui tampon de lemn, spre pompa de carne ;

după fiecare utilizare, la terminarea zilei de lucru, mașina se curăță de restu-rile compoziției de carne prin spălare cu apă caldă ;

în cazul unor întreruperi de funcționare pentru un timp mai îndelungat, mașina se conservă pentru a se feri de oxidare.

Prin construcție, mașina de umplut asigură respectarea condițiilor de protecție a muncii și o deservire ușoară. Având în vedere procesul tehnologic pentru care este destinată mașina de umplut membrane și a pericolelor ce pot apărea față de operator, nu se permite deservirea mașinii de către personal neinstruit. În acest scop se va face in-structajul de NTS și PSI detaliat și examinarea personalului de deservire. La instructaj se vor accentua, în special problemele de protecția muncii specifice locului respectiv.

O mare atenție se va acorda, la punerea în funcțiune, a verificărilor legăturilor electrice și a prizelor de pământ.

În timpul funcționării mașinii de umplut membrane sunt strict interzise următoarele operații :

strângerea sau desfacerea reperelor care se află în legătură directă cu funcționalitatea mașinii ;

gresarea rulmenților sau a altor organe aflate în mișcare ;

intervenția asupra oricăror organe aflate în miscare ;

reglarea tampoanelor limitatoare de cursă.

Utilajul se consideră apt pentru darea în exploatare, după recepția internă efec-tuată de o comisie competentă.

La punerea în funcțiune și exploatare se vor respecta următoarele :

nu se admite funcționarea mașinii fără punerea la pământ a instalației elec-trice, conform normelor în vigoare ;

se verifică zilnic starea izolației la cordoanele de alimentare cu energie elec-trică, cele care au izolația deteriorată se vor înlocui imediat ;

nu se permite funcționarea mașinii cu piese defecte sau improvizate.

De mare importanță, pentru buna desfășurare a activității, este purtarea echipa-mentului de protecție de către personalul operator și de întreținere, care trebuie să asi-gure, atât evitarea accidentărilor în contact cu sculele tăietoare folosite, cât și exclude-rea posibilităților de electrocutare, având în vedere mediul frecvent umed.

Instructiuni privind paza si stingereaincandiilor.

În vecinătatea secțiilor în care se găsesc instalatiile de biogaz, în locuri accesibile, se amplasează extinctoare cu spumă, lăzi cu nisip și minimul uneltelor necesare pentru intervenții în cazul incendiilor.

Pentru instalațiile electrice, în secții se amplasează extinctoare cu praf sau cu bioxid de carbon, cu posibilitate de stingere în sistem fix sau mobil

Depozitarea mărfurilor

Depozitarea mărfurilor, respectiv stocarea acestora, este strâns legata de procesele de transport. Activitățile de extracție si prelucrare a materiilor prime, a semifabricatelor se desfășoară, de regula, in localități diferite, situate la anumite distante unele de altele. In plus, exista de regula un anumit interval de timp intre terminarea unui proces de producție si începutul altuia. O parte din acest timp este afectata transportului, iar cealaltă este consumata cu operațiuni pregătitoare: expediere, întocmire a documentelor de transport, încărcare – descărcare, depozitare etc.

Depozitarea mărfurilor este echivalenta cu un transport in timp al acestora si nu in spațiu. Ea constituie o componenta importanta a distribuției mărfurilor, iar necesitatea depozitarii si durata acesteia sunt determinate de condiții naturale, considerate economice si alte considerente . Condițiile naturale sunt obiective, iar consecințele acestora vizează următoarele aspecte: In natura a determinat o anumita periodicitate in agricultura, recoltele fiind strânse in anumite perioade ale anului. In general, produsele agricole fiind necesare in tot cursul anului, cea mai mare parte a acestora trebuie depozitata, înainte ca ele sa fie supuse prelucrării sau destinate consumului. Cerealele, de pilda, fac obiectul depozitarii in proporție de 75 – 80%, in vederea asigurării consumului in celelalte sezoane ale anului. In multe cazuri recoltele de cereale si fructe ajung la maturitate intr-o perioada scurta de timp, iar depozitarea cantităților excedentare consumului curent devine o condiție indispensabila pentru evitarea pierderilor. Natura ne oferă adeseori ani cu recolte foarte bune si ani cu recolte bune sau mai puțin bune, ceea ce face necesara crearea de stocuri in depozite in vederea evitării penuriei de produse alimentare in anii cu recolte slabe;

In condițiile climaterice deosebite (înzăpezirile, inundațiile, înghețul etc.) afectează de regulatransporturile, mergând pana la sistarea acestora in anumite perioade, sau determinând reducerea volumului mărfurilor transportate. Daca mărfurile care fac obiectul transportului se bucura de o cerere permanenta, sau sunt solicitate la destinație in timpul in care transporturile nu se pot desfășura, crearea unui stoc de siguranța prin amenajarea unui depozit in zona lor de consum productiv sau neproductiv poate asigura satisfacerea neîntrerupta a cererii de consum;

In anumite produse se consuma exclusiv in anumite perioade ale anului, așa cum sunt lemnele de focin timpul iernii; altele se consuma in tot cursul anului, dar, in principal, intr-o anumita perioada (consumul de produse petroliere, de cărbuni s.a. creste in timpul iernii). Sporind producția in sezoanele de primăvara, vara si toamna si stocând o parte din aceasta, se creează condițiile necesare desfășurării normale a producției in toate sectoarele si pe tot timpul anului.

Considerentele economice care impun depozitarea unor mărfuri pe anumite perioade de timp, vizează următoarele aspecte:

a) Așa cum arătam, multe produse se caracterizează printr-o cerere totala sau parțiala sezonala, așa cum ar fi, de exemplu, calendarele, agendele, globulețele si artificiile pentru pomul de Crăciun etc. Producția exclusiva a acestora in timpul sărbătorilor de iarna ar necesita capacitați de producție pe măsura cererii, dar aceste capacitați n-ar mai putea fi utilizate pana la sfârșitul anului următor.

Se impune deci, organizarea unei producții permanente, la scara mai redusa, cu investiții mai mici si folosirea forței de munca in tot cursul anului, cu costuri de producție scăzute si depozitarea celei mai mari parți a producției pentru a putea acoperi cererea de vârf in perioada sărbătorilor de iarna. In asemenea situații, va trebui comparat costul unei producții sezoniere cu costul producției neîntrerupte si al depozitarii, alegând varianta cea mai economica, dar ținând seama si de alte criterii cum sunt cele de ordin social.

b) Multe procese de producție au un caracter continuu, îndeosebi cele din metalurgie, chimie s.a. Chiar in condițiile asigurării unui transport de o anumita regularitate si frecventa, ceea ce este ideal, este necesara crearea unui stoc de siguranța pentru producție. Mărimea acestui stoc va fi condiționata de regularitatea si frecventa transportului, dar si de alți factori de siguranța . În multe cazuri transportul se derulează prin porturi iar depozitarea temporara a unor mărfuri, in vederea încărcării pe nave, devine absolut necesara conform principiului ca „marfa așteaptă nava”.

c) Realizarea transporturilor de mărfuri in partiții mari conduce la costuri mai reduse pe tona de marfa transportata in comparație cu transportul mărfurilor in partiții mici. In aceste condiții, adeseori este mai convenabil depozitarea temporara in vederea realizării unei partiții de marfa care sa permită folosirea mijlocului de transport la capacitate, decât transportul in partiții mici.

In general, un cumpărător se poate aproviziona in trei moduri:

– direct de la sursa, frecvent si in cantități mici, ceea ce implica costuri maxime de transport; – dintr-un depozit amplasat in apropierea sursei de aprovizionare, ceea ce implica livrări in depozit în loturi mici, dar transport la cumpărător in cantități mari, obținându-se pe aceasta cale economii la cheltuielile cu transportul final;

– dintr-un depozit amplasat in apropierea cumpărătorului, transportul de la furnizor la depozit efectuându-se la anumite intervale si in cantități mari, iar livrările de la depozit la cumpărător – frecvent si in cantități mici. In situațiile in care sunt implicați mai mulți cumpărători ai aceleiași mărfi, amenajarea unui depozit in apropierea pieței de desfacere poate conduce la reducerea importanta a cheltuielilor de transport.

d) Mărfurile pot fi acumulate, prin depozitare, in scopuri financiare. Prin depozitarea acestora in depozite independente, proprietarii pot obține împrumuturi bancare in schimbul gajului asupra mărfurilor depozitate. Transferul mărfurilor din depozit se face de regula sub control bancar, prin documente speciale. In plus, depozitarea mărfurilor in depozite independente este adesea necesara pana la achitarea taxelor vamale sau a altor taxe.

e) In general, mărfurile ce urmează a fi vândute trebuie expuse la vederea viitorilor comparatori. Depozitele de vânzare in consignație, shop-urile, expozițiile cu vânzare s.a. sunt forme de depozitare, verigi ale distribuției mărfurilor . La toate acestea, trebuie adăugate considerentele strategice de apărare a independentei si suveranității tarilor, care impun constituirea de stocuri de materiale strategice: alimente, combustibili, muniții, metale, cauciuc, medicamente s.a.

 Tehnologii moderne de transport

O direcție importanta a progresului tehnic in transporturile de mărfuri, care pe plan internațional cunoaște o dezvoltare puternica încă din anii ’70, o constituie unitizarea . Prin unitizare se înțelege crearea unor unități de încărcătura standardizate, reunind un singur fel de marfa, sau mărfuri diferite, dar compatibile, care permit utilizarea unor mijloace de transport specializate si mecanizarea operațiunilor de încărcare-descărcare, stivuire si depozitare a mărfurilor . Formele prin care se manifesta unitizarea includ transportul mărfurilor in containere, pe palete, in pachete etc. . Containerizarea a început in tarile industriale încă din anii ’30, când companii de navigație din SUA, [NUME_REDACTAT], Franța s.a. realizau transporturi de mărfuri in containere, cu nave obișnuite pentru transportul mărfurilor generale. Pe căile ferate ale acestor tari au apărut in acea vreme containere de construcții si dimensiuni diferite, îndeosebi pentru transportul intern de mărfuri . Până în anii ’70, transporturile containerizate interne si internaționale nu erau strâns legate intre ele si nu jucau un rol de seama in comerțul internațional. Începând cu anii ’70 „revoluția containerizarii” cunoaște un adevărat „boom”, exercitând o acțiune determinanta asupra transporturilor, a producției si a comerțului mondial. Unii specialiști afirma ca trecerea de la transportul clasic la transportul containerizat este mai importanta pentru omenire decât a fost in secolul trecut trecerea de la navele cu pânze, la navele cu motor. Foarte puternic este procesul containerizarii in transportul maritim si cel intermodal. In prezent aproximativ 90% din traficul maritim de mărfuri generale al tarilor industriale si cca 50% din cel al tarilor in curs de dezvoltare se realizează prin containerizare. Containerizarea a necesitat standardizarea containerelor, a mijloacelor tehnice pentru manipularea acestora si unificarea metodelor de organizare a transporturilor. O contribuție importanta in acest sens a adus [NUME_REDACTAT] de Standardizare (I.S.O.).

Dezvoltarea rapida a transporturilor containerizate se explica prin eficienta lor economica ridicata. In transportul maritim, de pilda, eficienta se manifesta prin: reducerea operațiunilor de transbordare si creșterea productivității muncii in realizarea acestor operațiuni de 10 – 15 ori, reducându-se corespunzător si forța de munca necesara; reducerea cheltuielilor de stivuire a mărfurilor de circa 10 ori; reducerea de 5 – 8 ori a timpului de staționare a navelor in porturi; reducerea cheltuielilor totale cu transportul si transbordarea mărfurilor de circa trei ori in comparație cu metodele clasice de transport. In transportul pe calea ferata, containerizarea reduce volumul de lucru al stațiilor de triaj, sporind in mod corespunzător capacitatea acestora, sporește viteza comerciala a trenurilor si mărește rulajul vagoanelor in medie cu 20 – 25%. In transportul auto, prin containerizare se obțin importante economii de investiții prin simplificarea si ieftinirea construcției mijloacelor de transport, prin folosirea mai buna a mijloacelor de tracțiune.

Operațiunile de încărcare-descărcare a unui container cu marfa deja stivuita in el se reduc la doua – trei minute, fata de cca trei ore cate erau necesare in cazul transportului clasic. Containerizarea necesita insa investiții importante pentru amenajarea de terminale speciale pentru containere, pentru construcția de containere si de mijloace speciale de transport.

O tendința recenta in administrarea containerelor pe plan mondial o constituie creșterea ponderii firmelor de leasing si de scădere corespunzătoare a ponderii cărăușilor specializați. Explicația consta in faptul ca prin leasing containerele sunt mai bine gospodărite. Leasing-ul permite creșterea coeficientului de utilizare a containerelor si reducerea corespunzătoare a necesarului general de containere. De asemenea, permite o cota mai mica de impozite plătite de cărăușii care închiriază containere, întrucât in cele mai multe tari plata chiriilor este trecuta la „cheltuieli de exploatare”, care nu sunt impozabile. Nivelul chiriei depinde de: tipul si mărimea containerului; termenul de închiriere; numărul containerelor închiriate; relația de transport s.a. In general, termenul minim de închiriere este de 30 zile. Pe măsura ce termenul de închiriere creste, chiria zilnica este de regula, mai mica. In vederea stimulării închirierilor pe termen lung, a fost elaborata si se practica tot mai mult metoda „pool plans”, care consta in posibilitatea schimbului unei parți din containerele luate cu chirie, prin predarea lor intr-un depou de containere si primirea unui număr echivalent de containere dintr-un alt depou.

Aceasta metoda cunoaște o larga utilizare pe acele relații de transport in care exista un dezechilibru intre curenții de mărfuri de export-import, in special in relațiile dintre tarile industriale si tarile in curs de dezvoltare. In noiembrie 1971, firmele de leasing au înființat [NUME_REDACTAT] Internaționale de Leasing (Institute of [NUME_REDACTAT] Lessors), al cărui scop este de a coordona activitatea acestor firme in probleme de standardizare, crearea unor sisteme unice de exploatare si reparații ale containerelor, reprezentarea intereselor firmelor de leasing in cadrul organizațiilor internaționale de transport etc.

In transportul de containere pe calea ferata, un rol deosebit revine societății „INTERCONTAINER”. Înființata in 1967, aceasta societate reunește 23 cai ferate europene si Societatea pentru [NUME_REDACTAT] Refrigerate „INTERFRIGO”. INTERCONTAINER este agent comercial al cailor ferate membre, nu are mijloace de transport sau utilaje proprii, dar exploatează mijloacele puse la dispoziție de căile ferate si întreprinderile auto care colaborează cu acestea. Prin contractele anuale încheiate cu căile ferate membre, acestea din urma acorda societății INTERCONTAINER rabaturi de la tarifele oficiale care-i permit sa-si acopere cheltuielile generate de activitatea sa comerciala, sa obțină profituri si sa acorde sprijin financiar cailor ferate membre pentru achiziționarea de material rulant de construcție speciala, utilaje pentru manipularea containerelor s.a.

De la 1 aprilie 1979, [NUME_REDACTAT] Romane au început colaborarea cu societatea INTERCONTAINER, fiind reprezentant național al societății (prin [NUME_REDACTAT] si Comercial) in România.

Componente de baza ale unitizarii sunt si pachetizarea si paletizarea mărfurilor.

Pachetul de transport reprezintă o unitate de încărcătura care include mai multe mărfuri, sau mărfuri de același fel, grupate cu ajutorul mijloacelor de împachetat universale sau speciale. Transportul mărfurilor pachetizate asigura creșterea productivității muncii in operațiunile de încărcare-descărcare, stivuire si depozitare, reducerea de doua-trei ori a timpului de imobilizare a mijloacelor de transport sub operațiuni de încărcare – descărcare, utilizarea mai eficienta a capacitații mijloacelor de transport; îmbunătățirea condițiilor mijloacelor de transport; îmbunătățirea condițiilor de păstrare a integrității mărfurilor; reducerea primelor de asigurare pe parcursul transportului s.a.

De multe ori transporturile pachetizate se dovedesc mai eficiente decât cele containerizate întrucât necesita un volum de investiții mai mic (pachetele se formează si se manipulează cu mijloace tehnice universale), termenele de recuperare a investițiilor sunt mai mici, iar investiția specifica este mult mai mica. Pachetizarea prezintă si alte avantaje: ea se pretează la o gama larga de mărfuri: băuturi, conserve, mărfuri industriale de larg consum, cherestea s.a. Eficiența pachetizarii crește substanțial daca pachetele sunt stivuite si fixate pe palete in scopul manipulării mecanizate a acestora. In acest sens, [NUME_REDACTAT] de Standardizare (I.S.O.) recomanda utilizarea paletelor de 800 x 1200 mm; 800 x 1000 mm; 1000 x 1200 mm. De asemenea, trebuie menționat ca eficienta pachetizarii este de câteva ori mai mare daca pachetele se formează la furnizorii de marfa si nu pe parcursul lanțului de transport. Furnizorii sunt deci aceia care trebuie sa dispună de mijloacele tehnice necesare împachetării mărfurilor . În anul 1961 a luat ființă [NUME_REDACTAT] de Palete (PEP), organizație care reunește căile ferate din 20 de tari europene. In limitele acestor tari mărfurile se transporta pe palete de 800 x 1200 mm, existând acorduri intre ele pentru schimbul paletelor. Controlul si regularizarea parcului de palete se fac prin stațiile de cale ferata de frontiera special desemnate, care înregistrează zilnic numărul paletelor predate si respectiv primite. Pe aceasta baza se stabilește soldul zilnic, decadal si lunar. Regularizarea soldului se face in primele 10 zile ale lunii următoare, pentru luna precedenta, prin cedare sau primire de palete goale, pana la nivelul parcului fiecărei cai ferate membre. [NUME_REDACTAT] Romane au aderat la [NUME_REDACTAT] de Palete la 1.04.1979.