РОЗДІЛ 27. Технології продуктування біогазу

Силос із зернових рослин.

Силос із зернових культур користується все більшою популярністю, оскільки вони дуже добре підходять до сівозмін енергетичних рослин, можуть вирощуватися на глинистих грунтах, давати при низьких весняних

температурах хороший і стабільний урожай. Часто використовують жито як невибагливу озимину рослину. Але підходять всі види зернових культур. Вибір повинен здійснюватися залежно від конкретної місцевості. Оптимальний час для збору врожаю це коли зерно вже придатне для муки, коли зерно налито і при стисканні колоса не виділяється сік, а зерно можна видавити з лушпиння. Вміст сухої речовини становить тоді 35-40%. Це той час, коли можливо максимальне перетравлення всієї рослини і доступна максимальна щільність енергії. Зерно не так добре силосувати як кукурудзу, тому довжина січки повинна якомога точніше відповідати 4 мм, щоб можна було розщеплювати і досягти швидкого окислення в силосному бункері і таким чином гарної щільності. Вихід знаходиться в межах від 80 до 140 центнера / га. Силос з цілих зернових рослин містить так само, як і трави велику кількість сирого протеїну та азоту (N). їх високий відсоток у суміші субстратів або занадто велике навантаження бродильної камери можуть призвести до затримок, викликаним аміаком.

Силосна кукурудза.

Силосна кукурудза на сьогоднішній день є найважливішим видом культур для використання в біогазових установках. Кукурудзу називають ще рослиною С4 за величиною виходу сухої маси. Необхідна для переробки цієї культури техніка як правило завжди є в наявності на підприємствах, добре відома і недорога. Кукурудза легко силосуется і навіть при чистому використанні не викликає порушень у процесі роботи біогазових установок. Сьогодні вже є спеціальні сорти для використання в біогазових установках. Ці сорти як правило дають більший вихід біомаси. Більш пізні сорти дозволяють також отримувати більш пізні врожаї. Оптимальним часом для збору врожаю є його готовність для силосування, перетравлення та погодні умови. Як правило кукурудза під час збору повинна мати вміст сухої речовини 28-35 % і перебувати в стані між молочною стиглістю і придатністю для борошна. У сприятливих районах для вирощування від цих сортів можна отримати великий вихід з посівних площ у розмірі більш ніж 8000 М5 метану / га. Вихід від посівів силосної кукурудзи коливається між 120 і 270 центнерами / га, вихід газу між 300 і 380 літрами на кг органічного сухої речовини.

Покриття силосу житом.

Унаслідок зростання розмірів біогазових установок, зростає також потреба в площах для силосу, а таким чином і витрати на покриття. Новим рішенням для покриття є посів жита замість силосної плівки. Цей природний варіант силосного покриття має кілька переваг:

• втрати робочого часу і грошей менше ніж при покритті плівкою;

• покритті розчиняється під біологічним впливом;

• можливо просто поіфивати поверхню новим шаром силосу, таким чином зникає затратне накривання - розкривання;

• в залежності від раціону, площа нарізування силосу може бути невеликою, оскільки буде використовуватися тільки цей вид силосу.

Дослідження, проведені над силосом з житнім покриттям центром ЕВА в Трісдорфе в 2005 р. показали, що вихід метану не змінюється, але у верхній частині кулі силосу відбувається істотне скорочення органічної сухий субстанції (до 15 % сухої речовини на 30 см глибині або 12 % сухої речовини в покривний кулі). Якщо взяти до уваги, що кукурудзяний силос силосується з одержанням сухої речовини 28-35 %, то значить в цій кулі майже половина сухої речовини втрачається внаслідок аеробного розкладання. Такі втрати відповідають приблизно ефекту від середньго покритого плівкового силосу. У цьому випадку зменшення енергії нетто становитиме до 20 %. Відповідно при накритті шляхом посіву поверхня силосу повинна бути невеликого розміру. Крім того при використанні такого виду покриття в більшості випадків помічалися гризуни шкідники (щури, миші).

Відходи качанів рослин, Com - Cob -Міх і чисті кукурудзяні зерна.

Відходи качанів рослин (Com - Cob - Mix (ССМ)) і чисті кукурудзяні зерна значно відстають щодо виходу з одиниці площі в порівнянні з урожаєм силосної кукурудзи, але мають значно вищу щільність енергії, а таким чином і вихід газу. Вони також більш вигідно займають робочий об'єм ферментатора в порівнянні з силосом кукурудзи. Щоб забезпечити поступову подачу, їх теж доводиться зберігати і консервувати. З точки зору біологічних процесів вони швидше викликають окислення і перенапруженность.

Луга, силос із трав, суміш конюшини і трав.

Вихід з лугів залежить від місця розташування та інтенсивності використання, відмінності бувають дуже великі і коливаються від 40 до 120 центнер сухої маси з га. Луга за рівнем виходу відстають від енергетичних рослин, щоб зіставити вихід з ними необхідно щонайменше збирати урожай тричі на рік. На вихід метану також впливає місце розташування та інтенсивність використання. Інтенсивне використання лугів (S укосів) дає вихід метану понад 300 літрів / кг органічної сухої речовини в порівнянні з екстенсивним використанням ділянок, при якому експлуатація дає до 300 літрів. Набір ростущих на лузі видів рослин також має вплив на вихід метану. Для плевела, тонконога лугового і вівсяниці вихід коливається між першим і другим укосом в межах 250 і 350 літрів / кг органічної сухої речовини; вони в цілому досягають такого ж рівня, як і Leguminose - 300 літрів / кг органічної сухої речовини. Лише люцерна з виходом 200-250 л / кг органічної сухої речовини значно відставала за показниками. Таким чином, можна припустити, що і в цілому також на лугах можна створити оптимальні з точки зору енергії суміші посівних рослин. Трав'яний силос добре годиться для бродіння. Однако, що високий потенціал сирого протеїну при високому вмісті конюшини може викликати затримку розвитку бактерій. Також конюшина - злакова травосуміш при помішуванні має тенденцію до сплетіння. Тут необхідно приділити увагу ретельному подрібненню і підбору відповідної перемішувальної техніки.

Суданська трава.

Суданська трава як і кукурудза відноситься до рослин С4, а отже дуже ефективна з точки зору використання води і поживних речовин. В Америці використовується як польовий корм, для сіна, силосу і в свіжому вигляді. У нас все частіше використовують як пожнивну культуру після зернових для бродіння. Суданська трава поставляє велику кількість сухої маси, невимоглива до наявності в грунті води і поживних речовин, добре силосуется. Рослина не здатна переносити навіть невеликі заморозки і за зиму вимерзає. Сіється в залежності від місця розташування під кінець квітня аж до середини травня (20-22 кг / га). Вимоги до підготовки грунту невеликі, досить культиватора і дискової сівалки. Суданську траву можна косити по кілька разів, вона заново відростає. Посів після збору зернових в червні / липні може не принести бажаного великого врожаю через літню сухість і можливо ранні заморозки. При двох укосах можна зібрати 120 і 200 центнерів / га сухої маси. Збір врожаю суданської трави відбувається найпізніше при появі помилкових класів, коли вміст сухої речовини менш 20 %, оскільки інакше трава почне швидко деревеніти.

Китайський очерет.

Китайський комиш є багаторічною рослиною, що походить зі Східної Азії, з групи С4, досягає висоти до 4 м і дає вихід сухої маси до 2S0 центнерів на гектар. Miscanthus на відміну від багатьох інших енергетичних рослин багаторічна культура, висаджується на 15-20 років. Висаджується штеклінгами (живцями), що робить її кілька дорогою. V перший рік зимівлі має схильність до вимерзання, тому високий врожай досягається лише до 4 році. Після жнив Miscanthus, що залишили кореневища знову дають пагони чим можуть заважати вирощуванню інших культур замість них. Серед культур енергетичних рослин саме тому і через низький виход газу Miscanthus не використовують.