Zakladatel firmy ROPA Hermann Paintner je zároveň zemědělec a provozuje v sídle firmy v Sittelsdorfu nové zařízení na bioplyn se substráty z cukrové řepy a prasečí močůvky. Projektování zařízení bylo zahájeno v roce 2009. Se zařízením na bioplyn se měla pokrýt nejen část potřeby tepla a energie pro produkci, ale měly se získat také důležité poznatky o vlastnostech cukrové řepy jako kvasný substrát.

Jako pilotní projekt bylo zařízení uvedeno do provozu koncem roku 2010 s kogenerační jednotkou o výkonu 190 kW a v roce 2012 bylo rozšířeno na elektrický výkon 550 kW. Zařízení na bioplyn je zaváženo výhradně substráty, které lze čerpat. Z důvodu automatizace se zcela upustilo od používání pevných látek. Během posledních let se na základě nashromážděných zkušeností stále znovu investovalo do nejrůznějších optimalizací. Mimo jiné byly původní fermentory s pevným ložem v roce 2017 nahrazeny vlastním centrálním míchacím zařízením s výnosem zeminy.

 

Drtič cukrové řepy

Bei Klick wird dieses Video von den YouTube Servern geladen. Details siehe Datenschutzerklärung.

Drtič cukrové řepy vlastní výroby s výkonem 300 až 500 t za hodinu

Hermann Paintner vyvinul pro rozemílání cukrové řepy vlastní drtič.
Dávkování množství řepy se provádí přes sběrací zásobník s pohyblivým dnem. Plnění zásobníku probíhá buď pomocí kolového nakladače nebo přímo sklápěním přívěsu do sběracího zásobníku. K oddělení nesoudržné zeminy a písku je instalováno 8 čisticích válců ze stroje ROPA Bunkermaus. Drtič samotný je konstruován jako kladivový mlýn s uzavřeným košem. Mohutný rotor s tlukadly z Hardoxu je široký dobrého 2,5 m. Koš z Hardoxu má průměr jednoho metru a je tak dimenzovaný rovněž velmi velkoryse.

Silný pohon drtiče

Motor z tanku Leopard

Jako pohon drtiče byl původně instalován motor V10 MTU s výkonem 610 kW / 830 k a zdvihovým objemem 37,4 l z tanku Leopard I – rok výroby 1979. Při 1 500 ot/min měl tento motor točivý moment 2 860 Nm.

Vznětový motor ze stroje Tiger 6 a 6S nahrazuje jeho předchůdce

Kvůli omezené dostupnosti náhradních dílů pro vojenský motor byl nakonec nahrazen moderním řadovým 6válcovým motorem VOLVO PENTA TAD1643VE-B s výkonem 796 k / 585 kW a zdvihovým objemem 16,12 l. Tento motor je zabudován stejně ve stroji Tiger 6 a Tiger 6S. Vznětový motor ze stroje Tiger má max. točivý moment 3 260 Nm již od 1 100 ot/min. V přímém srovnání má motor Volvo ještě vyšší výkon a zároveň výrazně sníženou spotřebu paliva. Omezujícím faktorem je momentálně dopravní pás za drtičem, který slouží k plnění silážního skladu řepy.

Postupy u zařízení na bioplyn

Na základě zkušeností se u zařízení na bioplyn v hlavním sídle firmy ROPA v současnosti zavedl následující postup pro tekuté silážování, skladování a odběr kaše z cukrové řepy.

Sklizeň a nakládání jako pro cukrovar
Řepy se sklízí celé s bulvami, ale bez listů – správná formulace je micro topping. Listové řapíky se odstraní s minimálním zářezem do bulvy, aby se snížil zbytečný přísun zeminy a také ztráty ze spotřeby kyslíku během skladování v krechtu. Ideálně se řepa uloží nejméně na jeden týden do krechtu, aby zemina vyschla a bylo tak možné strojem Rübenmaus co nejlépe očistit podíl zeminy. Přeprava do zařízení na bioplyn probíhá na soupravách s traktory nebo nákladními vozidly.

 

Drtiče k produkci jemné a homogenní řepné kaše
V zařízení na bioplyn se cukrová řepa drtičem rozemele na jemnou a homogenní kaši a pomocí dopravního pásu se zaveze do sila. Kvůli nákladům a pracovnímu hospodářství se cíleně upouští od pracného promývání. Hustá kaše se samostatně rozprostře v silu a v průběhu dalšího silážování zkapalní. Pro drcení platí – čím je jemnější, tím rychleji se rozloží, a tím je lepší.

Opakované naplnění kvůli omezené skladovací kapacitě
Z důvodu skladovací kapacity kruhové nádrže omezené na 6 000 t se první řepa ukládá k silážování v září. Poslední várka se kvůli místu v krechtu uskladní do února/března. Opakovaným naplněním se vždy podle výnosu zpracuje každý rok až 12 000 t řepy.

 

Skladovací nádrže – kyselinovzdorná konstrukce
Silážováním zkapalněná cukrová řepa je extrémně kyselá a silně korozivní. Po ukončení procesu silážování je hodnota pH mezi 3,2 a 3,5. Kyselá řepná kaše působí na nechráněný beton. Z tohoto důvodu je třeba kyselinovzdorné skladovací silo. Skladovací nádrž s průměrem 30 m a výškou 8 m se odlévá ze staveništního betonu. Jako ochrana proti kyselinám se vnitřní stěny obkládají PU fólií. Podlaha nádrže má sklon 15 stupňů směrem ke středu. Pro úplné vyprázdnění to nestačí, k tomu by byl třeba větší sklon.

Silážování, rozklad a odměšování
Během první fáze silážování dochází k výraznému odměšování. Spotřebovává se uzavřený kyslík. Vzniká oxid uhličitý, který se částečně uvolňuje na povrch formou „bublin“.
Bezprostředně po uložení k silážování dochází k určitému zvětšení objemu. Proto by se skladovací nádrž neměla v žádném případě plnit až po horní hranu! Po několika dnech nabývání objemu se substrát opět usadí a je možné doplnění. Ve stádiu rozkladu lze ze dna skladovací nádrže často odčerpat pouze tekutinu, protože kousky řepy se vznášejí, jako drobky v minerální vodě. V průběhu dalšího silážování se řepná kaše stále více usazuje, řídne a stává se více homogenní.

U pilotního zařízení je efekt odměšování obzvlášť zřetelný, protože i během uložení k silážování se řepná kaše odebírá pro provoz zařízení. Navíc je nádrž v zimě několikrát naplněna velmi studenou řepou, což vede k tomu, že rozklad trvá během procesu silážování velmi dlouho.  
Výklad: Přenesení na jiné zařízení by bylo výhodnější, když se po uložení k silážování řepná kaše silážovala teprve několik týdnů. V zimních měsících do února je možné čerstvou řepou bez problémů živit přes přísun s pevnými látkami. S přibývajícími teplotami brzy na jaře se však zvyšují ztráty ze spotřeby kyslíku v řepném krechtu takovým způsobem, že se živení čerstvou řepou již nevyplatí. Pro celoroční zásobení od února do září je kašovitá siláž jednou z nejlepších forem skladování bez ztrát.

 

Odběr řepné kaše z nejhořejší vrstvy
Jako důsledek odměšování a plynulého plnění a odběru z pouze jednoho skladovacího sila byl odběr modifikován tak, aby volitelně bylo možné odčerpávat z různých výšek, obzvlášť v blízkosti povrchu. Odebírací čerpadlo je momentálně zavěšené na jeřábu a odsává cca jeden metr pod povrchem. Tak se přednostně odebere nafouknutý materiál s bohatou strukturou. Protože je vrstva na povrchu občas tuhá a hustá, přičerpává další čerpadlo přímo za odběrovým čerpadlem trochu kvasného zbytku/tekutiny z fermentoru pro lepší možnost čerpání.

 

Bioplynový fermentor s velkým centrálním míchacím zařízením

Bei Klick wird dieses Video von den YouTube Servern geladen. Details siehe Datenschutzerklärung.

Míchací kotlový fermentor s vlastním centrálním míchacím zařízením a výnosem písku

V roce 2017 byl zřízen a do provozu uveden nový míchací kotlový fermentor s průměrem 16 m a výškou 10 m. Zároveň byly odstaveny tři vysoké fermentory s pevným ložem s 210 m³, protože malé fermentory s pevným ložem byly v provozu zařízení vždy velkou výzvou. Kvůli malému objemu měly tyto tři věže nízkou zásobníkovou kapacitu a reagovaly citlivě na čerstvý substrát nebo výkyvy teploty.

Od té doby lze s fermentorem o objemu 2 000 m³ provozovat zařízení na bioplyn s výkonem 550 kW s větší flexibilitou a optimalizací tepla, protože tento fermentor hodně „schová“ a snese i velká množství čerstvě silážované cukrové řepy nebo krátkodobě silně zvýšené denní dávky.

Výrazným prvkem je centrální míchací zařízení s výnosem písku, zkonstruované samotným Hermannem Paintnerem. Díky robustní konstrukci je umožněno úplné promíchání po několika otáčkách. Silný kulovitý otočný věnec s průměrem 2 300 mm je poháněn jedním hydraulickým agregátem a 4 olejovými motory. Z otočného věnce je síla přenášena na míchací ramena centrálního míchacího zařízení o délce 15,6 m.

 

Pro ještě lepší promíchání je mezi oběma míchacími rameny zabudována tuhá osa s míchacími lopatkami. Pro výnos zeminy je blízko podlahy umístěno třetí rameno. Na něm šikmo upevněné odklízecí štíty přepravují zeminu a sediment směrem ven. Vnější šoupátko unášeče odnáší sediment až k prohloubení ve dně nádrže. Zemina, cizí tělesa a uložený sediment se prostřednictvím hydraulicky poháněného šneku přepravují ven z fermentoru. Nejspodnější rameno pro výnos zeminy je vybaven volným chodem. Výnos zeminy se současně s ním otáčí ve směru hodinových ručiček. Proti směru hodinových ručiček se otáčejí pouze obě míchací ramena. Prostřednictvím ovládání zařízení lze nastavit trvání a počet míchacích a čisticích intervalů. Díky centrálnímu míchacímu zařízení s výnosem písku se tak důsledně zamezuje pracnému čištění nádrže nebo snížení užitného objemu v důsledku usazenin.