Ultradźwięki - dezintegracja biomasy
BIOSONATOR
BIOSONATOR to kompletny system ultradźwiękowy o wysokiej wydajności, który znacznie zwiększa efektywność biogazowni.
Został opracowany w 2011 r. w ramach projektu ZIM (Centralny Program Innowacji dla Małych i Średnich Przedsiębiorstw).
BIOSONATOR jest produktem opracowanym przez konsorcjum z dużym doświadczeniem w dziedzinie technologii dla biogazowni.
Dotychczas z powodzeniem zaprojektowano oraz wyposażono w tę technologię ponad 100 zakładów, nie tylko w Niemczech, ale i za granicą.
Dzięki zastosowanemu know-how, w 2011 roku został opracowany kompletny system zaawansowanej technologii ultradźwiękowej w ramach projektu ZIM,
w celu zwiększenia wydajności biogazowni. Skoncentrowano się na skonstruowaniu prostego rozwiązania dla właścicieli,
które można bezpośrednio zintegrować z istniejącym już systemem, bez potrzeby stosowania dodatkowej technologii (Plug & Play).
Rezultatem jest kompletny pakiet składający się z: rozdrabniacza, dzięki któremu substrat, w pierwszej kolejności,
rozdrabniany jest na mokro, pompy, systemu ultradźwiękowego ULTRAWAVES oraz inteligentnego oprzyrządowania z technologią pomiaru,
sterowania i regulacji (MSR). Kompletny pakiet dostarczany jest klientom w kompaktowym, standardowym 10-stopowym kontenerze - BIOSONATOR.
Obszary zastosowania i zalety
Innowacyjna technologia może przetwarzać trudne do rozłożenia, szczególnie włókniste i zwarte podłoża (trawa, obornik itp.).
Właściciele mogą zatem spokojnie przeprowadzać proces fermentacji, tak samo jak innych podłoży szlachetnych (np. kukurydzy).
Strumień recyrkulacyjny z fermentatora wtórnego jest przetwarzany do fermentatora głównego za pomocą urządzenia BIOSONATOR.
Możliwość integracji urządzenia BIOSONATOR compact w biogazowniach.
Podczas gdy biomasa jest przetwarzana, zwiększona zostaje aktywność mikrobiologiczna w fermentatorze.
Konsekwencją zintensyfikowanego procesu jest zwiększenie produkcji biogazu (zwykle 10-15%),
co wymaga bardzo małej ilości energii.
Podłączenie kontenera do biogazowni jest proste.
Wymagane przyłącze to:
jeden dla dopływu i odpływu substratu oraz jeden dla wody płuczącej na zewnątrz.
Wymagany jest tylko jeden przyłącz energii elektrycznej (sieć 400 V, 32 A, sieć TN-S).
Sprzęt i konstrukcja techniczna
Wewnątrz BIOSONATORa znajdują cztery jednostki uporządkowane zgodnie z następującym zastosowaniem technologicznym:
- rozdrabniacz, działający „na mokro” z motoreduktorem spiralnym (moc napędu 2,2 kW)
- zmodyfikowana pompa progresywna z silnikiem zębatym (moc napędu 1,5 kW) oraz przetwornicą częstotliwości
- wysokowydajnościowy system ultradźwiękowy (ULTRAWAVES / SONOTRONIC) o mocy przyłączeniowej 5 kW
- amperomierz objętościowy
Schemat przepływu BIOSONATORa
Poszczególne elementy połączone są rurami ze stali nierdzewnej (DN 100 i DN 65).
Wszystkie złącza wykonane są z tej samej jakości stali nierdzewnej.
W urządzeniu BIOSONATOR rejestrowane i przetwarzane są następujące parametry:
- przepływ objętościowy
- temperatura
- ciśnienie
- moc akustyczna w procentach (parametr wyjściowy sterującej jednostki ultradźwiękowej)
- czas działania
Automatyzacja odbywa się za pomocą modułu SIMATIC S7-300 firmy Siemens.
Schemat przepływu instalacji oraz zarejestrowane wartości pomiarowe są wizualizowane na urządzeniu Touch-Multipanel.
Poprzez interfejs danych, system sterowania BIOSONATOR można zintegrować z systemem sterowania biogazowni.
Zasilanie, obwody mocy i technologia MSR są umieszczone w panelu ściennym.
Zoptymalizowane działanie - zwiększona wydajność systemu
BIOSONATOR może działać zarówno w trybie automatycznym (standardowym) jak i ręcznym.
Postępująca pompa jamy początkowo zasysa biosuspensję do rozdrabniacza, który działa „na mokro”.
To tutaj stałe cząstki o długim włóknie są rozdrabniane w celu zapewnienia stabilnej pracy pompy.
System ultradźwiękowy ULTRAWAVES znajduje się po ciśnieniowej stronie pompy.
Zmiany ciśnienia wywołane przez ultradźwięki generują potężne siły kawitacyjne, które rozbijają strukturę biomasy.
Rozkład sprawia, że biomasa jest dużo łatwiej przystępna, dzięki czemu proces rozkładu jest bardziej intensywny i produkowane jest więcej biogazu.
Istnieje także możliwość, ręcznego zmniejszenia procesu przetwarzania, przez co można utrzymać stałą ilość produkowanego biogazu.
Dzięki temu zwiększa się zawartość metanu, co poprawia jakość biogazu.
Jednoczesne zmniejszenie lepkości substratu wywołane zastosowaniem ultradźwięków prowadzi do zmniejszenia wewnętrznego poboru mocy układu.
W celu utrzymać stabilnego, nieprzerwanego działania urządzenia BIOSONATOR, zainstalowany został system spłukiwania sterowany czasowo.
Zapewnia to długą żywotność systemu ultradźwiękowego. Ze względu na stałe rejestrowanie i monitorowanie głównych parametrów procesu,
operator instalacji ma ciągły wpływ na optymalne działanie BIOSONATORa.
Parametry pracy:
Przepływ objętościowy od 10 do 33 l / min; ew. zawiesina biomasy od 0,6 do 2 m³ / h
Średnia zawiesina biomasy zawartości od ok. 5% do ok. 10% suchej masy
Średnia temperatura od 33 do 55°C
Ciśnienie robocze
systemu US max. 2,5 bara w trybie ultradźwiękowym
Żywotność na rok ciągła praca ponad 8760 h / z odliczeniem serwisu