Resturile alimentare conțin energie chimică, chiar dacă nu mai au nicio valoare pentru consum. Cojile de legume, produsele expirate, mâncarea rămasă din restaurante sau alimentele retrase din magazine conțin materie organică pe care microorganismele o pot descompune.

În instalațiile de biogaz, acest proces are loc controlat și fără oxigen. Din descompunere rezultă un amestec gazos bogat în metan, iar metanul este folosit drept combustibil. Prin arderea lui într-un echipament de cogenerare se produce energie electrică și, în același timp, căldură.

Totul începe cu separarea resturilor alimentare

Materia organică trebuie păstrată cât mai curată față de alte tipuri de deșeuri. Plasticul, sticla, metalul sau alte materiale amestecate cu resturile alimentare nu participă la procesul biologic și complică tratarea.

De aceea, separarea începe în restaurante, magazine, fabrici alimentare, cantine și alte locuri unde apar cantități consistente de resturi. Recipientele dedicate ajută personalul să păstreze fluxul organic distinct de gunoiul rezidual.

Ce tipuri de materie organică pot intra în proces?

În instalațiile adaptate acestui tip de materie primă pot ajunge diferite categorii de resturi alimentare. Compoziția exactă acceptată depinde de tehnologia folosită și de condițiile de operare.

Printre sursele întâlnite se numără:

  • Resturile din bucătării. Coji, legume deteriorate și alte resturi rezultate la preparare.
  • Produsele retrase din vânzare. Alimente care nu mai intră în circuitul comercial.
  • Resturile din industria alimentară. Materie organică rezultată în diverse etape de producție.
  • Produsele alimentare expirate. Acestea necesită separarea corespunzătoare de ambalaje.

Resturile sunt pregătite înainte de digestie

Materia colectată nu intră direct în digestor exact în forma în care a venit din restaurant sau magazin. Înainte există o etapă de pregătire.

Impuritățile trebuie îndepărtate, iar materialul este adus la o consistență potrivită instalației. Produsele ambalate necesită separarea conținutului de carton, plastic, metal sau sticlă.

În unele sisteme, materia este mărunțită și omogenizată. Scopul este obținerea unui amestec care să poată fi pompat și distribuit uniform în instalație.

Calitatea acestei etape influențează tot ce urmează. Un flux bine separat reduce problemele mecanice și oferă microorganismelor acces mai bun la materia organică.

Digestorul creează mediul în care se formează biogazul

Procesul principal are loc într-un rezervor închis, numit digestor. Acolo nu există aport de oxigen, iar temperatura este menținută într-un interval potrivit microorganismelor.

Cum descompun microorganismele materia?

Digestia anaerobă se desfășoară prin mai multe reacții biologice succesive. Compușii organici complecși sunt transformați treptat în molecule mai simple, iar în etapa finală apar metanul și dioxidul de carbon.

Procesul cere stabilitate. Variațiile mari de temperatură, modificarea bruscă a compoziției materiilor prime sau introducerea unei cantități nepotrivite într-un interval scurt pot afecta activitatea microorganismelor.

Din acest motiv, alimentarea digestorului este controlată, iar parametrii sunt urmăriți pe tot parcursul procesului.

Biogazul rezultat trebuie tratat înainte de utilizare

Gazul care iese din digestor nu conține doar metan. În compoziție se găsesc și dioxid de carbon, vapori de apă și alte substanțe în concentrații mai mici.

Înainte de folosirea în echipamentele de producere a energiei, biogazul trece prin etape de tratare. Apa și anumite impurități sunt reduse pentru ca gazul să respecte cerințele motorului sau ale instalației în care va fi ars.

Metanul este componenta care oferă valoarea energetică. Cu cât proporția lui este mai mare, cu atât gazul are o putere calorifică mai ridicată.

Cum ajunge biogazul să producă electricitate?

Una dintre soluțiile folosite este cogenerarea. Biogazul alimentează un motor special, asemănător ca principiu unui motor cu ardere internă. Arderea pune motorul în mișcare, iar acesta antrenează un generator electric.

Astfel se obține energie din biogaz, folosind drept materie primă resturi organice care au fost colectate și tratate separat.

Electricitatea produsă intră în consumul instalației sau în alte utilizări, în raport cu configurația proiectului și cu infrastructura existentă.

De ce este importantă și căldura?

Motorul produce nu doar electricitate, ci și căldură. Într-o instalație de cogenerare, o parte din această energie termică este recuperată.

Căldura poate susține chiar procesul de digestie, deoarece digestorul are nevoie de menținerea unei temperaturi relativ constante. În alte situații, energia termică disponibilă este folosită pentru alte procese din amplasament.

Folosirea simultană a electricității și a căldurii crește eficiența valorificării biogazului.

Ce rămâne după producerea biogazului?

Materia introdusă în digestor nu se transformă integral în gaz. La final rămâne digestatul, un material care conține apă, materie organică stabilizată și nutrienți.

Digestatul trece prin propriul proces de gestionare. Destinația lui depinde de compoziție, de materiile prime folosite și de cerințele care trebuie respectate.

Calitatea fluxului de intrare influențează și această etapă. Resturile organice bine separate de impurități contribuie la obținerea unui material final mai ușor de gestionat.

De ce este mai utilă colectarea separată decât amestecarea cu gunoiul obișnuit?

O coajă de legumă sau un produs alimentar expirat are proprietăți complet diferite față de o sticlă, o cutie metalică sau o folie din plastic.

Dacă toate ajung în aceeași pubelă, materia organică se amestecă cu materiale care au alte trasee de valorificare. Resturile umede murdăresc cartonul și alte materiale, iar sortarea ulterioară devine mai dificilă.

Colectarea separată păstrează materia organică într-un flux propriu și deschide posibilitatea folosirii ei pentru producerea biogazului.

Ce câștigă o firmă dacă își separă resturile alimentare?

Pentru un restaurant, supermarket sau producător alimentar, beneficiul nu se reduce la destinația deșeului. Separarea face și pierderile mai vizibile.

Când materia organică ajunge într-un recipient distinct, compania poate vedea mai ușor câtă mâncare aruncă și din ce zone provine.

Un restaurant poate descoperi că pierde multe garnituri sau ingrediente, iar un magazin poate observa că aceeași categorie de produse expiră frecvent. Datele pot duce la ajustări în aprovizionare, porționare și producție.

Energia vine la capătul unui lanț bine organizat

Transformarea resturilor alimentare în electricitate nu începe în motorul de cogenerare, ci în locul în care deșeul este separat. Colectarea corectă, pregătirea materiei, digestia anaerobă și tratarea biogazului sunt etape legate între ele.

Dacă fluxul organic este curat și procesul biologic rămâne stabil, metanul rezultat poate alimenta producția de energie electrică. Resturile care altfel ar fi privite doar ca gunoi capătă astfel o utilizare energetică, iar materia organică intră într-un circuit în care o parte din valoarea ei este recuperată.