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O fundador da ROPA, Hermann Paintner, é também agricultor e opera nas instalações da empresa em Sittelsdorf uma unidade de biogás NawaRo com beterraba sacarina e chorume de suíno como substratos. O planeamento da instalação teve início em 2009. Com esta unidade de biogás, pretende-se não apenas cobrir uma parte das necessidades de calor e energia da produção da empresa ROPA, mas também obter conhecimentos importantes sobre as propriedades da beterraba sacarina como substrato de fermentação.

Enquanto projeto-piloto, a instalação foi colocada em funcionamento no final de 2010 com uma unidade de cogeração de 190 kW e expandida em 2012 para uma potência elétrica de 550 kW. A unidade de biogás é alimentada exclusivamente com substratos bombeáveis. Graças ao elevado nível de automatização, prescindiu-se totalmente da introdução de materiais sólidos. Ao longo dos últimos anos, com base na experiência acumulada, foram realizados investimentos contínuos em diversas otimizações. Entre outras melhorias, os fermentadores de leito fixo originais foram substituídos em 2017 por um fermentador de tanque agitado com um agitador central de construção própria e sistema de extração de terra.

Com base na experiência acumulada, estabeleceu-se na unidade de biogás da sede da ROPA o seguinte processo para a ensilagem líquida, armazenamento e extração da polpa de beterraba sacarina.

Colheita e carregamento como para a fábrica de açúcar
São colhidas beterrabas inteiras com a coroa, mas sem folhas – o Micro-Topping é a abordagem mais adequada. Os pecíolos são removidos com um corte mínimo de descabeçamento, de modo a reduzir a incorporação desnecessária de terra e as perdas por respiração durante o armazenamento em cordão. Idealmente, as beterrabas devem permanecer em cordão pelo menos uma semana, para que a terra seque e o teor de terra possa ser removido na sua maior parte pela Rübenmaus. O transporte para a unidade de biogás é efetuado com atrelados de trator ou camiões.

Trituração para produção de polpa de beterraba fina e homogénea
Na unidade de biogás, as beterrabas sacarinas são trituradas com um triturador de fabrico próprio até obter uma polpa fina e homogénea, sendo introduzidas no silo de armazenamento através de uma correia transportadora. Por razões de custo e eficiência operacional, prescinde-se conscientemente de uma lavagem elaborada. Enquanto pasta viscosa, a polpa distribui-se de forma autónoma no silo e liquefaz-se ao longo do processo de ensilagem. Para a trituração, vale o princípio: quanto mais fino, mais rápida a conversão e melhor o resultado.

Enchimento múltiplo devido à capacidade de armazenamento limitada
Devido à capacidade de armazenamento do reservatório circular, limitada a 6.000 t, as primeiras beterrabas são ensiladas em setembro. O último lote é armazenado em cordão até fevereiro/março por falta de espaço. Graças ao enchimento múltiplo, são convertidas em eletricidade até 12.000 t de beterraba por ano, consoante o rendimento.

Reservatório de armazenamento – construção resistente a ácidos
As beterrabas sacarinas ensiladas em forma líquida tornam-se extremamente ácidas e são fortemente corrosivas. Após a conclusão do processo de ensilagem, estabelece-se um valor de pH entre 3,2 e 3,5. O betão não protegido é atacado pela polpa ácida de beterraba. Por este motivo, é necessário um silo de armazenamento resistente a ácidos. O reservatório de armazenamento com 30 m de diâmetro e 8 m de altura foi construído em betão moldado in situ. Para proteção contra ácidos, as paredes interiores foram revestidas com película de PU. O fundo do reservatório foi construído com uma inclinação de 15 graus em direção ao centro. Para um esvaziamento completo, esta inclinação não é suficiente – seria necessária uma maior pendente.

Ensilagem, conversão e separação de fases
Durante a primeira fase de ensilagem, verifica-se uma separação de fases significativa. O oxigénio aprisionado é consumido por respiração. Forma-se dióxido de carbono, que escapa parcialmente à superfície sob a forma de "bolhas".
Imediatamente após a ensilagem, observa-se uma certa expansão de volume. Por isso, o reservatório de armazenamento não deve ser enchido de uma só vez até à borda! Poucos dias após a expansão de volume, o substrato assenta novamente e pode ser adicionado mais material. Na fase de conversão, frequentemente apenas é possível bombear líquido a partir do fundo do reservatório, pois os pedaços de beterraba sobem à superfície – como migalhas de pão em água mineral. Com o avançar da ensilagem, a polpa de beterraba vai assentando progressivamente, tornando-se mais fluida e cada vez mais homogénea.

Na instalação-piloto, o efeito da separação de fases é particularmente evidente, uma vez que a polpa de beterraba é também extraída para operação da instalação durante o processo de ensilagem. Além disso, o reservatório é reabastecido várias vezes no inverno com beterrabas muito frias, o que faz com que a conversão durante o processo de ensilagem demore bastante tempo.
Nota: Transpondo para outras instalações, seria vantajoso que a polpa de beterraba, após a ensilagem, completasse o processo de ensilagem durante algumas semanas. Nos meses de inverno até fevereiro, é possível alimentar beterrabas frescas sem problemas através de um sistema de introdução de sólidos. No entanto, com o aumento das temperaturas na primavera, as perdas por respiração no cordão de beterrabas aumentam de tal forma que a alimentação com beterrabas sacarinas frescas deixa de ser vantajosa. Para o abastecimento durante todo o ano, de fevereiro a setembro, a silagem em forma de polpa é uma das formas de armazenamento mais eficazes e com menores perdas.

Extração da polpa de beterraba a partir da camada superior
Como consequência da separação de fases e do enchimento e extração contínuos a partir de um único silo de armazenamento, a extração na ROPA foi modificada de modo a permitir o bombeamento a partir de diferentes alturas, nomeadamente próximo da superfície. A bomba de extração está montada num guindaste e aspira a cerca de um metro abaixo da superfície. O material de estrutura mais rica e que sobe à superfície é assim recolhido prioritariamente. Uma vez que a camada à superfície é por vezes bastante viscosa e espessa, é adicionada uma pequena quantidade de digestato/líquido proveniente do fermentador diretamente após a bomba de extração, através de uma linha de bombeamento adicional, de modo a melhorar a capacidade de bombeamento.

Com o fermentador de 2.000 m³, a unidade de biogás de 550 kW pode desde então ser operada de forma flexível e otimizada em termos térmicos, pois este fermentador "absorve muito" e tolera igualmente grandes quantidades de beterraba sacarina recém-ensilada ou rações diárias significativamente aumentadas a curto prazo.

O ponto alto é o agitador central especialmente concebido por Hermann Paintner, com sistema de extração de areia. Graças à sua construção robusta, permite uma homogeneização completa em poucas rotações. Através de um grupo hidráulico e 4 motores hidráulicos, é acionada uma poderosa coroa giratória com um diâmetro de 2.300 mm. A força é transmitida da coroa giratória para os braços de agitação do agitador central, que se estendem por 15,6 m.

Para uma homogeneização ainda mais eficaz, está instalado entre os dois braços de agitação um eixo rígido com pás misturadoras. Para a extração de terra, um terceiro braço está montado próximo do fundo. As lâminas raspadoras fixadas em ângulo transportam terra e sedimentos para o exterior. O empurrador exterior arrasta os sedimentos até uma cavidade no fundo do reservatório. Terra, corpos estranhos e sedimentos depositados são extraídos do fermentador através de um parafuso sem fim de acionamento hidráulico. O braço inferior destinado à extração de terra dispõe de uma embraiagem unidirecional. No sentido horário, o sistema de extração de terra roda em conjunto. No sentido anti-horário, apenas os dois braços de agitação rodam. Através do sistema de controlo da instalação, é possível definir a duração e o número de intervalos de agitação e limpeza. Limpezas morosas do reservatório ou a redução do volume útil por acumulação de depósitos são eficazmente evitadas graças ao agitador central com sistema de extração de areia.