کشاورزی هوشمند: آینده صنعت کشاورزی در عصر تکنولوژی
کشاورزی هوشمند: آینده صنعت کشاورزی در عصر تکنولوژی
امروزه، کشاورزی به عنوان یکی از اصلیترین ارکان اقتصاد جهانی، ...
بیوگاز نوعی گاز قابل اشتعال است که در اثر تخمیر مواد آلی و در شرایط بی‌هوازی توسط میکروارگانیسم‌های بی‌هوازی به وجود می‌آید. هدف از تولید بیوگاز تامین انرژی با استفاده از فضولات دامی و انسانی، همراه با زائدات کشاورزی و چربی‌ها است. از آن به طور مستقیم برای تامین انرژی حرارتی، روشنایی و همچنین راه‌اندازی مولدهای احتراق داخلی به منظور تولید برق استفاده می‌شود.
دستگاه بیوگاز انواع مختلفی را دارد. در این مقاله می‌خواهیم راجع به انواع دستگاه بیوگاز، به ویژه دستگاه بیوگاز با سرپوش شناور صحبت کنیم.
هر دستگاه تولید بیوگاز شامل یک مخزن اصلی است که واکنش‌های بیولوژیکی تبدیل مواد ورودی به بیوگاز و سایر ترکیبات در آن اتفاق می‌افتد. دستگاه بیوگاز همچنین شامل تجهیزاتی برای ورود و خروج مواد به راکتور، ذخیره و خروج گاز است. در دستگاه‌های پیچیده‌تر تجهیزات بوگیری، تصفیه گاز و کنترل دما نیز وجود دارد.
دستگاه‌های تولید بیوگاز به سه نوع اصلی تقسیم می‌شوند:
در ادامه این مقاله قصد داریم به معرفی دستگاه بیوگاز با سرپوش شناور یعنی (مدل هندی) بپردازیم.
دستگاه بیوگاز با سرپوش شناور در هند طرفداران زیادی را دارد. هزاران دستگاه از این مدل در حال تولید بیوگاز و تامین انرژی برای مردم است.
در این نوع مدل دستگاه مواد اولیه پس از آنکه با آب مخلوط می‌شود، از طریق حوضچه ورودی به داخل مخزن تخمیر ریخته می‌شود که داخل زمین قرار دارد. پس از تولید گاز مواد تخمیر شده به طرف حوضچه خروجی که در راستای حوضچه ورودی قرار دارد، حرکت می‌کند و گاز تولیدی در داخل محفظه فلزی که به صورت معکوس روی دهانه مخزن تخمیر قرار گرفته جمع آوری می‌شود.
اجزای تشکیل دهنده دستگاه بیوگاز هندی شامل: حوضچه ورودی، حوضچه خروجی، مخزن تخمیر و محفظه گاز است.
حوضچه ورودی در دستگاه بیوگاز هندی در سطح فوقانی زمین و در مقابل حوضچه خروجی ساخته می‌شود و از طریق مجرای ورودی مواد اولیه را که با آب مخلوط شده، به قسمت تحتانی مخزن تخمیر انتقال می‌دهد. عمل اصلی حوضچه ورودی اختلاط آب و مواد اولیه است. این عمل بیشتر با دست انجام می‌شود. حوضچه رودی استوانه‌ای شکل است و دارای شعاع و حداکثر ارتفاع ۴۰ سانتی‌متری، در ارتفاعی بالاتر از سطح زمین قرار می‌گیرد.
حوضچه خروجی در طرف مقابل حوضچه ورودی قرار دارد. این حوضچه طوری ساخته می‌شود که سطح فوقانی‌اش هم سطح زمین باشد. هنگام ورود مواد اولیه از حوضچه ورودی، بنا به قوانین فشار مایعات و ظروف مرتبط، مواد تخمیر شده از کف مخزن تخمیر به طرف مجرای خروجی و حوضچه خروجی هدایت می‌شود. ارتفاع مجرای خروجی ۲۰ سانتی متر از سطح زمین است. پس در نتیجه مواد تخمیر شده پس از ورود مواد اولیه از طریق مجرای خروجی می‌توانند خارج شوند.
مهمترین قسمت در هرنوع دستگاه تولید بیوگاز، مخزن تخمیر است. در این مخزن پس از ورود مواد اولیه، تثبیت درجه حرارت، عدم نفوذ آب و عدم نفوذ هوا، تخمیر یا تجزیه بی‌هوازی توسط باکتری‌های متان‌زا صورت می‌گیرد؛ در نهایت به این صورت گاز در این مخزن تولید می‌شود.
ساختمان این مخزن با توجه به شرایط آب وهوایی، امکانات فنی و اقتصادی متفاوت است. مثلاً در مناطق سردسیر در عمق زمین قرار می‌گیرد و دیواره‌هایش عایق‌بندی می‌شود. یا در مناطقی که باران و احتمال نفوذ آب به داخل دستگاه وجود دارد، بدنه‌اش را برای جلوگیری از نفوذ آب، آب‌بندی می‌کنند؛ این کار مانع نفوذ آب شده و درجه حرارتش را ثابت نگه می‌دارد.
مجراهای ورودی و خروجی در داخل مخزن باید به گونه‌ای طراحی و اجرا شوند که با ورود مواد جدید، مواد تخمیر شده از کف مخزن به بالای آن منتقل شده و به داخل حوضچه خروجی هدایت شوند. بعضی وقت‌ها در داخل مخزن یک همزن قرار می‌دهند که نقش مهمی در تولید گاز دارد. هرچند جابجایی مواد از قسمت ورودی به قسمت خروجی خودش باعث هم زدن مواد می‌شود و بنابراین در راکتورهای روستایی نیازی به آماده سازی آن نیست.
محفظه گاز محل تجمع گازهای حاصل از تخمیر مواد است. اصولاً از یک استوانه ته بسته با ورقه‌های فولادی به ضخامت ۱ تا ۳ میلی‌متر ساخته می‌شود. سقف آن‌را به صورت مخروطی می‌سازند تا هم مقدار بیشتری گاز در آن ذخیره شود و هم آب باران روی آن جمع نشود و پوسیدگی ایجاد نکند. در مرکز راس محفظه گاز یک لوله فلزی ثابت را از داخلش عبور می‌دهند تا پایین و بالا رفتنش در هنگام مصرف گاز یا تولید گاز کنترل شود.
راه‌اندازی و تولید بیوگاز مزایای زیادی دارد. برای تولید بیوگاز انواع گوناگونی از دستگاه‌ها وجود دارند که ما در این مقاله راجع به دستگاه بیوگاز با سرپوش شناور صحبت کرده‌ایم. اجزای این دستگاه از ۴ بخش تشکیل شده است و هر بخش‌را در مطالب فوق توضیح داده‌ایم.
