Cleaning a biogas plant

Agricultural substrates from grass, grain or maize silage, slurry or solid manure. Biogas plants enable farmers to make good use of products from their farm. This is a good source of renewable energy which is even used by grid operators as a buffer for the power supply when several biogas plants are interconnected. Efficient heat recovery is also possible. Properly cleaning an anaerobic digestion plant is important for smooth operation and to retain the plant's value. This involves cleaning the storage facilities for the substrate, the fermenter, the secondary fermenter and the periphery. It also helps keep realisable yields more stable.

Instalações de biogás: Uma breve visão geral da composição e do ambiente

Um componente essencial de uma usina de biogás é o fermentador. O substrato feito a partir de produtos agrícolas, como estrume líquido, milho, grãos ou silagem de erva, é fermentado por culturas bacterianas dentro do fermentador. O biogás produzido neste processo consiste principalmente em metano (50-65 %) e dióxido de carbono (35-50 %). Um ou mais geradores produzem eletricidade a partir disso, que é alimentada na rede ou aquece a própria fazenda.

Como alternativa, os agricultores podem refinar o gás através de uma usina de melhoria de biogás e alimenta-lo diretamente na rede de gás natural. No entanto, isso só vale a pena para grandes instalações. O substrato restante da fermentação é encaminhado para o fermentador secundário ou tanque de fermentação secundária, onde é reintroduzido no ciclo agrícola como fertilizante.

A sketch illustrating the path from biogas to recovery

Limpeza de uma instalação de digestão anaeróbica: tudo num relance

Para realizar corretamente o trabalho de limpeza necessário, deve pensar em todos os elementos do sistema. Isso inclui as instalações de armazenamento do substrato, o fermentador, o gerador e as salas de controlo. O equipamento auxiliar inclui as máquinas que estão em uso na planta de biogás e, dependendo das condições no local, sistemas que utilizam o calor residual dos motores a gás para circuitos de aquecimento.

Substrate storage under green trees in a meadow

Onde o substrato é armazenado: limpeza das instalações de armazenamento

É necessária uma quantidade suficiente de substrato para garantir um fornecimento contínuo. O valor depende da dimensão e do tipo de operação, bem como da dimensão da instalação de biogás. As instalações de armazenamento do substrato são normalmente construídas de forma semelhante aos silos móveis ou planos, pelo que os requisitos e procedimentos de limpeza também são semelhantes. As superfícies das instalações de armazenamento são revestidas para resistir à infiltração e ao desgaste mecânico. Mas, com o tempo, influências externas causam a formação de pontos porosos. Os resíduos do substrato aderem muito bem a eles, criando um ambiente ideal para germes e bolores.

Como funciona: o processo de limpeza

Uma máquina de lavar de alta pressão com pressão de até 250 bar e volumes de água de até 2.500 litros é adequada para limpar um depósito de substratos. A elevada capacidade de limpeza e lavagem remove e transporta eficazmente a sujidade mais resistente. Os acessórios recomendados são um jato de alta pressão, também conhecido como bocal rotativo, e, para instalações de armazenamento com paredes altas, lanças longas com junta articulada, lanças telescópicas ou, dependendo do espaço disponível, um limpador de superfícies. Os melhores resultados são obtidos a uma distância de trabalho de cerca de 40 centímetros, limpando o chão antes e depois.

A man cleans a silo with a Kärcher surface cleaner

Dica 1 – equipamento de proteção individual necessário:

O equipamento de proteção individual (EPI) recomendado para a limpeza de instalações de biogás pelo utilizador é um fato de proteção, luvas, botas, óculos de proteção e proteção auditiva. Para proteger os outros de possíveis germes em suspensão, também deve usar fatos de proteção de corpo inteiro, máscaras com filtro de ar e botas altas fechadas.

Dica 2 – o plano de limpeza certo:

A limpeza deve ser feita anualmente para substratos agrícolas, como relva ou milho, imediatamente antes do reabastecimento. Se for utilizada lama ou estrume sólido como parte do substrato, a limpeza é feita sem um ciclo fixo, quando é necessário fazer manutenção ou reparações. Em geral, reparar danos ou renovar o revestimento só é possível com uma instalação de armazenamento limpa.

Limpeza dos tanques fermentadores e fermentadores secundários em usinas de biogás e aumento da produtividade

Existem várias recomendações relativas ao ciclo de limpeza do fermentador numa instalação de biogás. Normalmente, a limpeza deve ser feita a cada cinco a oito anos, pois, com o tempo, cada vez mais sólidos se depositam no fundo. Isso reduz o volume e o rendimento de gás do digestor, o que torna muito mais difícil usar a instalação de forma eficaz e económica. Outra razão para limpar o fermentador é a necessidade de realizar reparações nas instalações na parte inferior do tanque ou de reabilitar o betão.

Com equipamento pesado e alta pressão

Primeiro, o substrato restante é bombeado para fora o máximo possível e o recipiente é ventilado durante pelo menos 24 horas. Depois disso, os depósitos têm de ser removidos com equipamento pesado. Este trabalho com escavadoras ou camiões com sistemas de extração é normalmente realizado por prestadores de serviços especializados. Ao entrar no contentor, um detetor de gás, um aparelho respiratório, proteção com corda e arnês de segurança fazem parte do EPI recomendado.

A limpeza final é feita com uma máquina de lavar de alta pressão, que deve ter uma capacidade de descarga de 2.000 a 3.000 litros. As mangueiras de extensão são colocadas desde o gerador de alta pressão, localizado fora do fermentador, até ao local de trabalho. Uma lança mais longa oferece melhor proteção contra sujeira voadora e também proporciona uma distância de trabalho confortável. A água suja produzida durante a limpeza pode ser canalizada para o fermentador secundário, permanecendo no processo.

Dica 1 – limpeza detalhada com um aspirador de pó e água:

Se o equipamento fermentador precisar ser reparado após a limpeza, recomendamos uma limpeza detalhada com um aspirador de pó e água.

Dica 2 – limpe os fermentadores secundários com água:

O fermentador secundário também deve ser limpo com água, se necessário. Essa tarefa geralmente também é realizada por especialistas com formação em escalada e o equipamento necessário.

Limpeza de usinas de biogás: remoção de sujeira e manutenção da funcionalidade nas salas do gerador e de controle

Os parâmetros do fermentador, ou seja, nível de enchimento, temperatura, qualidade do gás e outros aspetos, são monitorizados na sala de controlo da fábrica. Normalmente, está localizado no mesmo edifício que a sala do gerador. Os quartos são insonorizados para que o ruído dos grandes motores com várias centenas de kWh não penetre no exterior.

A woman uses a Kärcher wet and dry vacuum cleaner in the generator room

Remova poeira, fuligem e resíduos

Embora todos os sistemas sejam testados quanto à impermeabilidade, há sempre um pequeno grau de permeabilidade. Com o tempo, poeira, fuligem e outros resíduos acumulam-se em toda a sala do gerador. Dependendo do sistema em questão, recomenda-se remover a sujidade regularmente por meio de limpeza de manutenção e manter a funcionalidade. Para este fim, utiliza-se um aspirador de pó e água. Isto também é adequado para limpeza após trabalhos de manutenção e pode, por exemplo, recolher óleo que tenha pingado. Qualquer sujidade restante pode então ser lavada com uma máquina de pressão ou limpa com um pano húmido.

Dica – limpar o chão da sala de controlo:

A limpeza regular da sala também é recomendada para a sala de controlo. Isso inclui aspirar ou limpar o pó, limpar superfícies e esfregar o chão com esfregona húmida, conforme necessário.

NOTA 1

A periferia: máquinas ao redor da usina de biogás

A limpeza profissional tem muito a ver com a manutenção do valor, e não apenas na agricultura. Tanto a usina de biogás quanto as máquinas utilizadas na cadeia de transporte representam fatores de alto investimento que precisam ser protegidos. Os danos em máquinas limpas regularmente podem ser detetados imediatamente, para que estejam sempre prontas para uso e possam ser evitados altos custos de reparação resultantes de defeitos. Além disso, a sujidade não pode acumular-se em áreas sensíveis e causar danos nessas áreas. Os seguintes produtos são adequados para a limpeza de máquinas na instalação de biogás:

uma máquina de lavar com pressão de água fria, se necessário em combinação com um agente de limpeza adequado,
uma máquina de lavar com pressão de água quente alcança melhores resultados mais rapidamente e reduz o consumo de água graças à sua alta temperatura. A secagem também é mais rápida.
A pressão e a quantidade de água dependem do objeto e do grau de sujidade. A distância de trabalho deve ser de 20 a 30 centímetros da superfície.

NOTA 2

Quando o calor residual é utilizado: um ciclo separado

Os geradores produzem eletricidade a partir do biogás e do calor residual, que podem ser utilizados de forma produtiva. Pode secar madeira e aquecer estábulos ou edifícios residenciais com ele. Em alguns casos, o calor residual é até mesmo alimentado numa rede de aquecimento local, fornecendo energia a áreas residenciais ou industriais próximas. Não há requisitos especiais de limpeza para os sistemas da rede de aquecimento local propriamente dita, apenas as instalações aquecidas precisam ser limpas, se necessário. Dependendo das circunstâncias, aspiradores e/ou máquinas de lavar de alta pressão são utilizados para este fim.