Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Doranova Oy:lle. Yritys suunnittelee ja valmistaa erikokoisia biokaasulaitoksia asiakkaan tarpeisiin eri syötemateriaaleille. Työssä keskityttiin maatilalle mitoitettuun, eloperäistä syötettä käyttävään biokaasulaitoksen teknisen tilan suunnitteluun sisältäen yhdistetyn sähkö-, ilma- ja automaatiotilan, syöttölaitteen, sekä lämmöntalteenottolaitteiston.

Opinnäytetyönä suunniteltiin maatilakokoluokan biokaasulaitoksen teknisentilan layout suunnitelma tuotantolinjamenetelmää käyttäen. Vaihtoehdoista tehtiin painoarvotaulukko yrityksen edustajan avuksi arviointiin. Yrityksen edustaja valitsi vaihtoehdoista toteutuskelpoisimman. Valitusta vaihtoehdosta piirrettiin 3D-mallinnus. Suunnittelu- ja piirtotyö toteutettiin Solidworks- ja AutoCAD-ohjelmistoilla. Valittuun malliin piirrettiin lisäksi reaktori, soihtu sekä CHP-laitteistokontti havainnollistamaan kokonaisuutta.

Työn tuloksena Doranova Oy:lle suunniteltiin toimiva layout-malli kaasulaitoksesta, jota yritys voi myydä ja markkinoida maatiloille uusiutuvan energian tuotantolaitoksena.

Biokaasulaitoksia suunniteltaessa erilaisten vaihtoehtojen määrä reaktorin toimintatavassa, syötteissä ja teknisessä laitteistossa muokkaavat biokaasulaitoksen layout-kuvaa tapauskohtaisesti. Yhdessä laitteistossa ja toimintatavassa pysyttäytyminen vähentää suunnittelun tarvetta laitoksia suunniteltaessa mutta heikentää tulevaisuudessa menestymistä. Tuotekehityksen jatkamisella yritys pysyy elinkelpoisena, ja asiakkaat saavat parempia tuotteita. Jatkokehityskohteena voisi keskittyä laitoksen lämpöenergian talteenottoon, ja kesäaikaan tuotetun lämpöenergian hyödyntämiseen tehokkaammin.

The topic proposal for the thesis came from a company that needed a layout plan and a 3D model of a farm-scale biogas plant. There is an increasing demand for farm-scale biogas plants, and the company aims to respond to this demand with its own plant concept. The work involved designing a functional layout with the assistance of the company's representative, utilizing their internal knowledge of planned facilities and leveraging previous research on the subject.

The production line method was used in designing the layout, and a weighted scoring table was employed in the decision-making process. In this scoring table was emphasized certain selection criteria that influenced achieving the desired outcome.

According to the current information available, the best outcome for the company was achieved in this study, and the results can be used in the sales and marketing of farm-scale biogas plants. The selection of equipment for the plant was made by the company, considering the equipment's simple structure and affordable price. The biogas plant designed in the work functions as a continuous wet an-aerobic digester.

The work provided significant insights into the operation and equipment of a biogas plant. In the future, factors such as the carbon neutrality of the energy produced and the circular economy, which is largely realized in farm-scale biogas plants, will have a considerable impact.