Ottimizzare i processi con BIOGASmax

Per un impianto biogas orientato al futuro

La bioenergia sotto forma di biogas è una componente importante nel mix energetico rinnovabile. In Germania, la legge sulle fonti energetiche rinnovabili (EEG) ha stabilito degli incentivi per la costruzione di impianti biogas. Nella sola Germania ci sono ora circa 10.000 impianti di biogas che producono energia elettrica e termica. I continui sviluppi nel settore delle energie rinnovabili pongono nuove sfide ai gestori di impianti biogas. L'attenzione si concentra su due concetti chiave: ottimizzazione dei processi e flessibilità. Ciò vale sia nel caso degli impianti agricoli, che di quelli industriali. Tutti si trovano di fronte alle stesse domande sui punti deboli e sul potenziale di ottimizzazione dei loro impianti biogas, per questo è importante trovare un partner affidabile per l'ottimizzazione dei processi e il miglioramento dell'efficienza.

In molti impianti biogas esiste ancora del potenziale inutilizzato nell'ottimizzazione dei processi. Gli investimenti per la sostituzione di alcune attrezzature sono già da mettere in previsione per gli impianti più vecchi. Qui entra in gioco il concetto BIOGASmax di Vogelsang. Lavoriamo insieme ai nostri clienti per sviluppare strategie individuali per ottimizzare gli impianti biogas esistenti con l'obiettivo di migliorarne l'efficienza. Vogelsang offre una gamma completa di servizi per l'ottimizzazione dell'impianto di digestione, sia attraverso un migliore utilizzo dei substrati e la riduzione del fabbisogno energetico in ingresso, sia semplicemente attraverso un funzionamento senza problemi e processi semplificati che migliorino la resa di gas. Non perdiamo mai di vista l'obiettivo più importante: come ridurre i costi e aumentare la resa degli impianti biogas.


BIOGASmax: ottimizzazione del processo partendo dai dettagli

Un approccio sistematico è essenziale per l'ottimizzazione dei processi in un impianto biogas:

1. Analisi approfondita dell'impianto biogas
Il consulente BIOGASmax collabora con l'operatore per identificare i punti di forza e di debolezza dell'impianto biogas e per definire gli obiettivi di miglioramento.

2. Consulenza accurata sulle misure possibili.
Sviluppiamo soluzioni economiche che tengono conto delle caratteristiche individuali di ogni impianto biogas.

3. Decisione congiunta
Il consulente BIOGASmax e l'operatore decidono le soluzioni per aumentare la resa di gas, ridurre i costi o aumentare l'affidabilità operativa dell'impianto.

4. Tecnologia e componenti
Vogelsang fornisce la competenza e le tecnologie per l'implementazione dei miglioramenti dell'intero sistema di digestione.

5. Assistenza e supporto
Il consulente BIOGASmax fornisce un supporto continuo per l'impianto biogas, anche dopo l'implementazione delle misure di ottimizzazione.

Analisi dell'impianto biogas: la base per una corretta ottimizzazione del processo

Ogni impianto biogas è diverso. Un'analisi approfondita dell'impianto è quindi un primo passo cruciale. Cosa funziona bene? Come si può utilizzare efficacemente il calore di processo? Quali aree dell'impianto funzionano in modo efficiente? E quali sono le aree che hanno dei problemi? Esiste ancora un potenziale per l'ottimizzazione del processo di digestione e per migliorare l'efficienza dell'impianto biogas nel suo complesso? Ciò richiede una valutazione seria e completa della situazione attuale. Collaboriamo con l'operatore per registrare e analizzare tutti i dati rilevanti dell'impianto. Sulla base di tale analisi, ci incontriamo con voi per identificare possibili punti di partenza e sviluppare proposte personalizzate per l'ottimizzazione del vostro impianto biogas. Le soluzioni possibili sono tanto diverse quanto lo sono gli stessi impianti biogas. Possono includere modifiche al funzionamento dei singoli componenti all'impianto, delle modifiche alle tubazioni, l'uso di componenti e opzioni aggiuntive o di nuove macchine.

Ritenete che il vostro impianto di biogas funzioni bene, ma alla fine i suoi costi sfuggono di mano e impediscono di realizzare un profitto decente? Cosa si può fare quando i costi di esercizio e di manutenzione sono troppo elevati? Aiutiamo i gestori e i proprietari degli impianti biogas a ridurre i costi e quindi ad aumentare l'efficienza dei loro impianti.

Ridurre i consumi energetici riducendo la viscosità della sospensione organica

Molti operatori si chiedono come possono ridurre il fabbisogno energetico del loro impianto biogas. Un modo semplice per farlo è installare un trituratore, soprattutto quando si utilizzano sottoprodotti a fibra lunga e colture energetiche, per abbassare la viscosità della sospensione organica. Ciò si traduce in una maggiore efficienza, poiché il consumo energetico e i tempi di funzionamento di pompe e miscelatori sono notevolmente ridotti.

Nuove tecnologie per una maggiore durata e un funzionamento efficiente dell'impianto

Continuiamo a sviluppare costantemente i nostri prodotti e ad adattarli alle particolari esigenze della produzione di biogas, con nuove caratteristiche e opzioni, per ridurre il tasso di usura dei componenti. Un esempio è l'InjectionSystem  per le pompe a lobi rotativi. Può essere installato a posteriori con il minimo sforzo, previene i danni da corpi estranei, aumenta la capacità di aspirazione della pompa e quindi anche la sua durata utile.

Alimentazione liquida all'avanguardia per un input efficiente di materiale solido, anche per biomasse alternative

I vantaggi di un sistema avanzato di alimentazione in fase liquida sono stati dimostrati dal progetto di ricerca UE EU-AGRO-BIOGAS e, soprattutto, dall'esperienza di molti gestori degli impianti biogas. Le biomasse subiscono un pre-trattamento ottimale prima dell'alimentazione al digestore, eliminando la necessità di una miscelazione ad alto dispendio energetico nei digestori. In ultima analisi, gli operatori risparmiano energia e costi nell'alimentazione di materiale solido e nel ricircolo dei digestori.

Oltre ad una maggiore flessibilità nella produzione di energia elettrica, molti operatori vorrebbero ottenere una maggiore flessibilità nell'alimentazione di biomasse solide e desiderano sapere come adattare il proprio impianto biogas ai diversi materiali in entrata. L'ottimizzazione dell’alimentazione di materiale solido spiana la strada all'uso di biomasse alternative e a basso costo, che possono includere insilati di erba, letame e altri sottoprodotti agricoli, o anche barbabietole da zucchero, patate, residui organici e scarti delle produzioni alimentari.

Pressione ridotta per un minore fabbisogno di potenza delle pompe

L'ottimizzazione delle dimensioni e della disposizione delle tubazioni può ridurre il livello di pressione richiesto. In questo modo si riduce il fabbisogno di potenza delle pompe allungandone la vita utile, anche per la movimentazione di liquame e digestato a bassa viscosità.

Manutenzione e assistenza rapide per ridurre i costi operativi

La semplicissima e rapida accessibilità per l'assistenza e la manutenzione e la facilità di sostituzione dei pezzi di ricambio di pompe e trituratori contribuisce a ridurre i tempi di fermo macchina e i relativi costi. L'impianto biogas può funzionare senza problemi, senza subire lunghe interruzioni, creando le condizioni ideali per una resa di gas stabile e costante.

Maggiore efficienza grazie alle tecnologie di controllo

Particolarmente vantaggioso è l'impiego di una tecnologia di controllo intelligente. Controlla automaticamente molti processi operativi nell'impianto biogas ed elimina la necessità di interventi manuali nel processo, risparmiando così tempo prezioso.

Come molti sanno bene, la resa di gas è un parametro chiave per il funzionamento efficiente di un impianto biogas.
Ha un impatto diretto sul rendimento dell'intero impianto. In pratica, ci sono svariati modi per aumentare la resa di gas.

Rendimenti di biogas più elevati grazie al pre-trattamento della biomassa grossolana e a fibre lunghe

Se si utilizzano in entrata molti materiali grossolani e a fibre lunghe, come letame e insilati, la triturazione della biomassa contribuisce a migliorare la produzione di biogas. La triturazione meccanica aumenta la superficie utile del materiale e quindi i batteri possono raggiungere le sostanze nutritive più facilmente e convertirle in modo più rapido ed efficace.

Più biogas con la disintegrazione

Molte persone hanno sentito dire che la disintegrazione può migliorare la produzione di biogas e spesso anche il la sua percentuale di metano. Ma molti non sanno esattamente che cos'è tale disintegrazione e come funziona.

La disintegrazione è un tipo di pre-trattamento delle biomasse, volto a facilitare l'accesso dei batteri ai nutrienti, al fine di incrementare la produzione di biogas. Questo trattamento può essere la triturazione meccanica e/o l'ampliamento della superficie della biomassa, triturandola e omogeneizzandola, come con il DisRuptor. Oppure può comportare la rottura di gruppi di cellule note come aggregati o colloidi, come fa il BioCrack.
La scelta dell'opzione migliore dipende sia dalla biomassa stessa sia dall'impianto biogas.

Più biogas grazie al trattamento batteriologico delle biomasse solide durante l'alimentazione

I sistemi di alimentazione Vogelsang offrono un'altra opportunità per migliorare la produzione di biogas. I risultati del progetto di ricerca UE EU-AGRO-BIOGAS mostrano una maggiore resa specifica e assoluta di biogas quando il materiale solido viene alimentato all'impianto in forma liquida, piuttosto che come sostanza secca. L'alimentazione dei solidi nel digestore in una forma ben triturata li rende facilmente accessibili ai batteri, previene la formazione di croste e sedimentazioni e riduce la viscosità della sospensione organica. Questo garantisce una miscelazione più accurata del contenuto del digestore e facilita il degassamento. La biomassa viene utilizzata in modo più efficace, il che aumenta la resa specifica di biogas.

Per essere efficiente sia nella realtà, sia sulla carta, un impianto biogas deve essere stabile e funzionare senza interruzioni. Guasti e interruzioni del funzionamento impediscono al personale dell'impianto di svolgere i compiti di routine pianificati e comportano spese extra. Guasti e lunghi periodi di fermo per manutenzione significano anche un funzionamento irregolare dell'impianto, che spesso si traduce in una riduzione della produzione di biogas. Tuttavia, i malfunzionamenti possono spesso essere evitati o almeno notevolmente ridotti, il che significa che gli investimenti si ripagano da soli in breve tempo, grazie all'ottimizzazione dei processi.

Rimuovere o triturare, il più presto possibile, i corpi estranei nell'impianto biogas

I corpi estranei entrano inevitabilmente negli impianti biogas insieme al liquame, alle biomasse rinnovabili e ai rifiuti organici. Sotto forma di pietre, oggetti metallici o pezzi di legno, causano intasamenti nelle pompe e nelle valvole a saracinesca e ostruiscono i tubi. Tuttavia, possono essere facilmente eliminati o notevolmente ridotti controllando le partite in arrivo e stoccando l'insilato su superfici fisse. In molti casi, tuttavia, ciò non è sufficiente ed è necessario capire come rimuovere gli elementi di disturbo. Un RotaCut con un separatore di corpi estranei integrato separa i corpi estranei o li riduce a una dimensione non problematica. In questo modo si evitano in modo affidabile i blocchi dell'impianto e si previene l'usura dei componenti a valle. Può essere installato un trituratore in molti punti dell'impianto.

Prevenire l'accumulo e l'intasamento a causa delle fibre nell’impianto biogas

I materiali fibrosi sono una componente necessaria nell'alimentazione degli impianti biogas. Un gran numero di fibre entrano quindi nell’impianto tramite i substrati come il letame e gli insilati d'erba. Anche fili di paglia, reti, ecc. a volte non possono essere evitati. Semplici modifiche possono eliminare i grovigli di fibre nei tubi e nei raccordi, prevenendone l'intasamento. L'utilizzo di un trituratore previene attivamente l'accumulo di fibre e l'intasamento dei sistemi d'alimentazione e ricircolo o degli scambiatori di calore: tritura la materia fibrosa e tratta efficacemente la sospensione organica. In questo modo si evitano interruzioni non pianificate che richiederebbero un intervento immediato.

Garantire una miscelazione completa nei digestori e prevenire la formazione della crosta superficiale

Oltre gli intasamenti e ai grovigli, le fibre possono creare anche strati solidi di crosta superficiale. La viscosità del substrato nel digestore aumenta e il contenuto non viene miscelato correttamente. L’uso di un trituratore omogeneizza e fluidifica la sospensione. Inoltre, la viscosità della sospensione organica e la tendenza a formare croste sono notevolmente ridotte. I contenuti del digestore sono miscelati in modo affidabile e vengono evitati problemi di sovraccarico ai miscelatori, che a lungo andare possono causare anche dei guasti. Questo aumenta notevolmente l'affidabilità operativa.

Alimentare biomasse alternative in modo affidabile con dosatori di materiali solidi all'avanguardia

Le biomasse alternative, come il letame, l'insilato di piante intere, le barbabietole da zucchero e le patate, stanno diventando sempre più importanti, soprattutto per la produzione di biometano come biocarburante avanzato. Spesso sono più economiche e rendono più flessibile la rotazione delle colture. Tuttavia, tali substrati apportano spesso molto materiale a fibra lunga e anche corpi estranei nell'impianto di biogas, e questo può diventare problematico quando l'alimentazione di materiale solido dell'impianto è stata progettata principalmente per trattare insilati. Fibre lunghe e corpi estranei portano a malfunzionamenti e guasti. In questi casi, vale la pena di passare a un sistema flessibile di alimentazione dei solidi che includa un trituratore RotaCut, come il PreMix, oppure si può installare a posteriori un RotaCut prima dell'ingresso nel digestore, che separa i materiali pesanti, tritura le sostanze estranee e omogeneizza la sospensione organica, evitando così intasamenti.

Impedire che il gas rimanga intrappolato nei componenti dell'impianto biogas e nelle tubazioni

Non sempre è possibile impedire al 100% che il gas rimanga intrappolato, ma una disposizione delle tubazioni accuratamente progettata può ridurlo in modo significativo. Oppure si può accumulare il gas in un punto alto, appositamente progettato per questo scopo, e rilasciarlo di tanto in tanto.

Pompaggio affidabile da vasche profonde

Le pompe, negli impianti biogas, devono spesso estrarre il materiale pompato, mentre evacuano il gas o l'aria dalle tubazioni vuote. Ciò significa che devono adescare sostanze come il liquame da vasche profonde. Con collegamenti ottimizzati, ad esempio sotto forma di scatole di derivazione e box connectors, la capacità di aspirazione e la capacità di funzionamento a secco di una pompa a lobi rotativi viene notevolmente aumentata. In questo modo si eliminano i malfunzionamenti e gli interventi di manutenzione causati dal surriscaldamento della pompa, o dai problemi causati da un pompaggio non uniforme.


Case studies per il settore biogas

Case study - Impianto di biogas di Kotthoff - BioCrack

Problema: materiali d'ingresso fibrosi, efficienza insufficiente dell'impianto di biogas
Soluzione: disintegrazione elettrocinetica con Vogelsang BioCrack

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