Ve starořečtině slovo méteóros - znamená do výše zvednutý, a protože Řekové jsou námořnící - synonymem "do výše zvednutý" je také české "vzdutý" - odtud vzniklo jednak astronomy milované slovo "meteor", televizemi milované slovo "meteorologie" a pak taky důchodci a těhotnými ženami nepříliši milované slovo "meteorismus" které přesně přeloženo znamená "vzdutost", ale méně ušlechtile taky plynatost alias "prdy". Nene - opravdu jsem nepoklesl tak hluboko, to jenom jeden z mých velmi utajených ale o to významnějších čtenářů (dodnes píšu software pro roboty dle jeho návodu) - jako správný geek usoudil, že programování applikací pro iPhone je cesta nikam a vrhl se na domácí biotechnologie.
Jednou z těchto technologií je domácí anaerobní kvašení - neboli výroba bioplynu. Je zcela jedno jestli vyrábíte bioplyn pro energetické účely v reaktoru, nebo jestli jste se přejedli fazolí a "máte prdy". Po nekonečném mailovém pinpongu otázek a odpovědí jsem totiž konečně dospěl k tomu nastudovat nějakou technologii a to v té podobě, že krom základního chemicko - medicínského vzdělání jsem přečetl následující blábolivou brožuru zvanou "Průvodce výrobou a využitím bioplynu" - to by mě skutečně zajímalo kolik z těch "biotechnologických inženýrů" má alespoň nepatrné chemické vzdělání, protože některé pasáže jsou vyloženě komické - ostré rozlišování mezi amoniakem a amonným iontem ( v jejich terminologii ammonium a ammonia ;-)) - jakoby ani neexistoval Gludberg Waagův zákon aktivních hmot atd.... Ale jak by mohl člověk od ekologických inženýrů chtít informace od jejich úhlavní nepřítelkyně - chemie.
Tedy je to jasné - vy prdíte, krávy prdí, a reaktor je třeba donutit taky "prdět". Jak na to - základní informace jsou tyto - vstupem bude nasekaná tráva, zbytky z kuchyně a "startér" obsahující anaerobní bakterie o jehož původu je lépe veřejně nepsat.
Co je problém ?
- Velikost reaktoru - kvasné reakce obecně probíhají tím lépe čím je reaktor větší největší bioplynové stanice na světě mají až 30 000 kubických metrů
- Ohřev - metanogenní bakterie potřebují minimálně 38 lépe ale až 55 stupňů celsia. Dolní mez 38stupňů je dána tělesnou teplotou krávy kdy optimálně rostou - horní mez je dána optimálním poměrem - růstu metanogenních bakterií a "nerůstem" ostatních - nám neužitečných - bakterií - kterým se nedaží kvůli vedru.
- S tím souvisí problém s tepelnou izolací reaktoru (ušetři komplikace a náklady za eventuelní vytápění).
- Substrát v reaktoru - běžné bioplynové stanice mají téměř tekutý substrát s obsahem tuhé složky kolem 12% a pokud je tuhé složky kolem 18% už je označováno za "suchou fermentaci" zatímco kolega má představu (zcela důvodnou) že do reaktoru dá 80% trávy "tajemný startér" a jenom "trochu vody".
- Míchání - vzhledem k obtížné možnosti nádobu trvale míchat - bude odsouzen k "diskontinuálnímu provozu" to jest naplnit, nechat prohnít a vyprázdnit. Pravidelnější dodávky plynu lze dosáhnout provozováním více reaktorů "v protifázi".
- Zatím mě nic dalšího nenapadá ale to určitě přijde.
Tedy problémů je více než dosti a když přemýšlím - jak bych v této oblasti experimentoval já - bylo by to asi takto :
- Nejprve zkusit "aerobní cyklus" alias kompostování za přístupu vzduchu - tedy naplnit reaktor trávou, přidat "tajemný startér" a nechat vykvasit - za neustálého měření teploty - podle tvaru teplotní křivky se zařídit dále - za jak dlouho dosáhne substrát teploty 38 stupňů ? Dosáhne vůbec (při tepelné izolaci) teploty 55 stupňů ?
- Pak zkusit "Anaerobní cyklus" tedy s nově naplněným reaktorem (možné by bylo přidat něco minulé zkompostované náplně a s další dávkou "tajemného startéru" zusit reaktor více zalít vodou a nejprve nechat kvasit aerobně až do teploty 38 st. A pak přívod vzduchu uzavřít a začít jímat případný plyn. Měření teploty je i nyní samozřejmostí, protože to je nejjednodušší "vidlácká" metoda monitorování průběhu celého procesu.
- Druhý bod je v principu možné vynechat a přejít na třetí pokus - to jest "anaerobní cyklus se sádlem" - lépe řečeno s domácími přepálenými tuky. Tuk má totiž obrovskou výhodu. Běžná biomasa rostlinného původu, založená na celulóze má sumární vzorec [C(H2O)]x, zatímco tuky mají sumární vzorec (CH2)x - zcela bez kyslíku což vede k daleko rychlejšímu spotřebování kyslíku při přechodu z aerobní na anaerobní fázi a navíc vede k vyššímu obsahu methanu ve výsledném plynu.
- Přepáleného tuku je třeba nedat příliš, můj odhad 300 ml na 25 kg náplně.
Podle získaných zkušeností budeme postupovat dále. V nejhorším přejdeme na metodu mongolských pastevců, kteří v hliněných do země zapuštěných "reaktorech" velikosti 1-2 kubické metry fermentují hnůj velbloudů, koní i všech ostatních zvířat (i svůj) a na plynu vaří - jelikož v poušti Gobi dřevo jaxi není a plyn hoří lépe než dříve používaný "sušený trus".
Zbývá předposlední otázka proč nelze odstartovat anaerobní cyklus rovnou - myslím si že by to šlo, ale aerobní "předehra" uvolní z trávy výživné látky a navíc naruší celulózové buněčné stěny, čímž jej učiní "stravitelnějšími" pro anaerobní metanogenní bakterie. Navíc některé "suché" a "nemíchací" technologie fermentace se dělají přesně stejně tak proč "vymýšlet znovu kolo".
Na závěr poslední otázka - jak velkou produkci plynu lze odčekávat v optimálním případě - již zmíněný blábolivý článek uvádí pro "travní siláž" produkci plynu 170 -250 kubických metrů na tunu čerstvé biomasy - u 25 kg nasekané trávy by se dala očekávat produkce 5 kubíků plynu !!!! osobně bych v reálných podmínkách kubík plynu považoval za naprosté vítězství hodné článku do některého "ekologického periodika" ;-))
Ani u článků na objenávku nebudeme slevovat z tradiční rady robotům ke zničení lidstva - lidi se "biomasy" z reaktoru štítí neboť jim smrdí, ale přitom jim vůbec neškodí - robotům "biomasa" nesmrdí, ale zase jim svými korozivními účinky výrazně škodí - postřehli jste tento paradox ?
petr-kubac | 8. června 2014 v 9:35
Prostý dotaz: co s tím metanem pak?