Tehnologie de inalta eficienta energetica pentru producerea in ...

Institutul de Cercetări pentru 

Instrumentaţie Analitică, ICIA, 

Cluj-Napoca 

Contract nr. 22099/2008 

INCDO-INOE 2000, Filiala Institutul de Cercetari pentru 

Instrumentatie Analitica, ICIA, Cluj-Napoca 

Prof.Dr. ing. Alexandru NAGHIU

Consortiul 

Bugetul 

Adresa web 

•P1:Universitatea de Stiinte Agricole si Medicina Veterinara Cluj-Napoca 

•P2: Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca 

•P3: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof si Sfecla de Zahar Brasov 

•P4: Statiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricola Turda 

•P5: Academia de Stiinte Agricole si Silvice „Gheorghe Ionescu -Sisesti” Bucuresti 

•Buget: 2.000.000 lei 

•Cofinantare: 0lei 

•http://www.icia.ro/proiect.aspx?pID=27

Obiective 

Elemente de 

noutate 

Beneficiari 

•Tehnologie de valorificare prin cogenerare a biomasei din ferme 

agricole 

•Instalatie pilot de cogenerare 

•Studiu de impact producere biogaz in ferme agricole 

•Propunere Standard de biogaz 

•Elaborarea unei tehnologii cu cogenerare, de inalta eficienta 

energetica si nepoluanta pentru valorificarea energetica a 

biomasei din fermele agricole in conditiile termoclimatice din 

Romania 

•Determinarea factorilor care influenteaza nivelul eficientei 

energetice al productiei de biogaz in cazul unui sistem integrat 

cu cogenerare 

•Proiectarea si constructia unei instalatii pilot 

•Utilizarea unor biocatalizatori noi pentru optimizarea 

procesului de fermentare a substraturilor 

•Dezvoltarea unui sistem eficient de asigurare a calitatii si 

sigurantei instalatiei 

•Elaborarea unui standard pentru biogaz conform normelor UE 

•Ferme agricole, Statii de epurare a apelor, Primarii ,IMM-uri 

dezvoltatoare de noi biocarburanti si IMM-uri pentru constructia de 

instalatii de cogenerare

Buget 

Activitati 

Achizitii 

•Buget de stat: 70.000 lei 

•Cofinantare: 0 lei 

•A1.1Caracterizarea resurselor de biomasa din fermele agricole din Romania 

•A1.2 Evaluarea energetica a resurselor de biomasa din fermele agricole 

•A1.3 Identificarea necesarului de energie, pe tipuri caracteristice de ferme 

•A1.4 Studiu privind posibilitatile de utilizare a namolurilor drept fertilizanti 

•A1.5 Diseminare rezultate – realizare pagina web 

•0 lei

Buget 

Activitati 

Achizitii 



•A2.1 Stabilirea solutiei optime de obtinere biogaz 

A2.2 Elaborare tehnologie de laborator de obtinere biogaz, elaborare itinerar 

tehnologic 

A2.3 Experimentari in camp privind utilizarea namolurilor la fertilizare – 

partea I: identificare namluri utilizabile pentru fertilizare 

•0 lei

Buget 

Activitati 

Achizitii 



•A3.1 Elaborare tehnologie de laborator de obtinere biogaz – definitivare 

•A3.2 Experimentari de laborator. Caracterizarea energetica biogaz 

•A3.3 Determinarea bilantului energetic si de mediu 

•A3.4 Caracterizarea namolurilor 

•A3.5 Elaborare standard national biogaz in conformitate cu standardele UE 

•A3.6 Diseminare rezultate partiale 

•0 lei

CO- ICIA Cluj-Napoca 

Tanaselia Claudiu 

Roman Marius 

USAMV Cluj-Napoca 

Sandor Mignon Severus 

Vatca Sorin 

David Adriana – Paula

Separator 

Platforma de 

depozitare 

Insăcuire 

Depozit 

namol 

Tratare 

namoluri 

Terenuri 

agricole 

Dejecţii Biomasă 

Pretratarea biomasei 

Energie 

electrică 

Fermentator 

Purificator 

Cogenerator 

Energie 

termică 

Alte destinatii

Documentatie privind resursele de biomasă 

din fermele agricole din România şi 

caracterizarea lor: 

◦ distribuţia consumului energetic mondial, 

◦ consumul specific de energie primară în Europa, 

◦ consumul energetic la nivel mondial şi ponderea 

diverselor ţări în consumul energetic la nivel mondial, 

◦ structura pe surse a consumului energetic la nivel 

mondial (anul 2005), 

◦ structura pe surse a consumului energetic la nivel UE 

(anul 2006), 

◦ structura consumului de energie primară în România, 

◦ repartiţia consumului direct de energie la nivel mondial, 

◦ resurse de biomasă din fermele agricole din România, 

◦ potenţialul de producţie al biomasei, în România

Documentatie privind evaluarea energetica a 

resurselor de biomasa din fermele agricole din 

România: 

◦ producţia de biogaz în funcţie de tipul substratului 

◦ valoarea calorifică superioară a principalelor tipuri de biomasă 

◦ producţia unor culturi energetice 

◦ potenţialul energetic al diferitelor tipuri de siloz, 

◦ potenţialul producţiei secundare în cazul culturii de porumb – 

echivalent energetic, 

◦ potenţialul producţiei secundare în cazul cerealelor de toamnă 

echivalent energetic, 

◦ potenţialul energetic al unor materii biogenice, 

◦ potenţialul energetic al unor amestecuri de materii biogenice 

disponibile în cadrul exploataţiilor agricole, 

◦ compoziţia unor materii biogenice utilizabile la producerea 

biogazului, 

◦ potenţialul de producţie (colectare 100 % a dejecţiilor), pentru 

diferite animale.

Documentatie privind necesarul de energie pe 

tipuri de ferme, caracteristice României: 

◦ tipuri de exploataţii agricole luate în calcul: exploataţii 

agricole din zona de câmpie, zona colinară, zona 

premontană şi montană 

◦ consumul de energie în exploataţiile agricole: fermele 

vegetale, fermele zootehnice (vaci cu lapte) si fermele 

zootehnice (porci la îngrăşat) 

◦ consumul de energie în fermele zootehnice (vaci cu lapte) 

si fermele pentru îngrăşarea puilor

Documentatie privind posibilităţile de 

utilizare a nămolurilor rezultate în procesul 

de obţinere a biogazului, ca fertilizanţi în 

agricultură: 

◦ starea actuală a fertilităţii solurilor în condiţiile 

intensificării proceselor de degradare; 

◦ condiţiile optime de utilizare agricolă a nămolurilor; 

◦ influenţa aplicării nămolurilor asupra proprietăţilor 

solului şi plantelor de cultură; 

◦ cerinţe de monitorizare; 

◦ criterii de pretabilitate a terenurilor la aplicarea 

nămolurilor; 

◦ cantitatea maximă de metale grele, raportate la ha şi an, 

care poate fi introdusa pe terenurile agricole prin 

intermediul nămolului

ezultanta condiţiilor optime de fermentare 

specifice fiecărui substrat, având ca parametri 

ideali + variabile de lucru 

◦ temperatura: 35°C 

◦ pH-ul mediului de reacţie 

◦ timpul de digestare 

◦ elemente nutritive 

◦ substanţe toxice 

◦ compoziţia substanţei organice 

◦ inocularea (îmbogăţirea cu microorganisme 

metanogene)

Reactor tip pug-flow 

(piston) 

Reactor tip up-flow 

(amestecare)

Documentatie privind: 

◦ formele de aplicare a namolurilor în agricultură 

◦ conţinutul în NPK al fertilizantului comparativ cu alte 

îngrăşăminte organice 

Planul de aplicare a nămolurilor rezultate în 

procesul de obţinere a biogazului prin 

tehnologia BIOGEF în câmp pentru studiul 

privind aplicabilitatea lor ca fertilizanţi

Instalatie de laborator 

tip plug-flow (flux cu piston) 

Temperatura: 37°C; 

pH-ul: cel al mediului de reacţie, 

fără corecţie 

Timpul de digestare: 20 zile 

Elemente nutritive: raport carbon / 

azot ≈ 25 – conform rezulattelor 

prezentate in tabelele 2 si 3 

Substanţe toxice: în limitele 

admisibile 

Compoziţia substanţei organice - 

conform rezultatelor prezentate în 

tabelele 2 şi 3 

Inocularea (îmbogăţirea cu 

microorganisme metanogene): 

doar la iniţierea procesului de 

digestie anaerobă 

Solutie optima

Încercare executată U / M 

Simbol probă / 

valori 

determinate 

Metoda de încercare 

Incertitudine 

de măsurare 

(k=2) 

MP BIO II 

Umiditate % 72,17 SR ISO 11465 − 1998 10,0 % 

Pierderi la calcinare % 88,3 SR EN 12879 / 2002 10,0 % 

TC (total carbon) g / kg 470 Standard de firmă 10,0 % 

Azot total (NT) % 1,83 STAS 7184/2– 85 

SR ISO 7150-1:2001 

10,0 % 

Aluminiu (Al) mg / kg 578 SR ISO 11466:1999 

10,0 % 

Calciu (Ca) mg / kg 11102 10,0 % 

Cadmiu (Cd) mg / kg < 1,0 SR EN ISO 

10,0 % 

Crom total (CrT) mg / kg < 1,0 11885 : 2009 

10,0 % 

Cupru (Cu) mg / kg 30,2 10,0 % 

Fier total (FeT) mg / kg 827 10,0 % 

Fosfor total (PT) mg / kg 12130 10,0 % 

Magneziu (Mg) mg / kg 6503 10,0 % 

Mangan (Mn) mg / kg 194 10,0 % 

Molibden (Mo) mg / kg < 1 10,0 % 

Nichel (Ni) mg / kg 3,75 10,0 % 

Potasiu (K) mg / kg 4026 10,0 % 

Sodiu (Na) mg / kg 1583 10,0 % 

Zinc (Zn) mg / kg 94,85 10,0 % 

Plumb (Pb) mg / kg 0,66 10,0 %



valori determinate Metoda de încercare 



(k=2) 

MP BIO III 





SR ISO 7150-1:2001 

10,0 % 

Aluminiu (Al) mg / kg 827 SR ISO 11466:1999 

10,0 % 

Calciu (Ca) mg / kg 10289 10,0 % 

Cadmiu (Cd) mg / kg < 1,0 SR EN ISO 

10,0 % 

Crom total (CrT) mg / kg < 1,0 11885 : 2009 

10,0 % 

Cupru (Cu) mg / kg 17,03 10,0 % 

Fier total (FeT) mg / kg 1377 10,0 % 

Fosfor total (PT) mg / kg 11415 10,0 % 


Mangan (Mn) mg / kg 59,2 10,0 % 

Molibden (Mo) mg / kg < 1,0 10,0 % 

Nichel (Ni) mg / kg 5,33 10,0 % 

Potasiu (K) mg / kg 8810 10,0 % 

Sodiu (Na) mg / kg 3238 10,0 % 

Plumb (Pb) mg / kg < 1,0 10,0 % 

Zinc (Zn) mg / kg 47,5 10,0 %

Instalatie de biogaz tip 

super-flow 

Temperatura: 37°C; 

pH-ul: cel al mediului de reacţie, 

fără corecţie 

Timpul de digestare: 20 zile 

Elemente nutritive: raport carbon / 

azot ≈ 24 – conform buletinelor de 

analiză de mai jos 

Substanţe toxice: în limitele 

admisibile 

Compoziţia substanţei organice - 

conform rezultatelor prezentate în 

tabelul 4 

Inocularea (îmbogăţirea cu 

microorganisme metanogene): 

doar la iniţierea procesului de 

digestie anaerobă



valori determinate Metoda de încercare 

MP BIO I 



(k=2) 





SR ISO 7150-1:2001 

10,0 % 

Aluminiu (Al) mg / kg 861 SR EN ISO 

10,0 % 

Cadmiu (Cd) mg / kg < 1 11885 : 2009 

10,0 % 

Calciu (Ca) mg / kg 11790 SR ISO 11466:1999 

10,0 % 

Crom total (Cr T) mg / kg 1,47 10,0 % 

Cupru (Cu) mg / kg 22,9 10,0 % 

Fier total (Fe T) mg / kg 1055 10,0 % 

Fosfor total (P T) mg / kg 11410 10,0 % 


Mangan (Mn) mg / kg 143 10,0 % 

Molibden (Mo) mg / kg < 1 10,0 % 

Nichel (Ni) mg / kg 1,75 10,0 % 

Potasiu (K) mg / kg 8177 10,0 % 

Sodiu (Na) mg / kg 1610 10,0 % 

Plumb (Pb) mg / kg 7,09 10,0 % 

Zinc (Zn) mg / kg 52,8 10,0 %

Evoluţia procesului de formare a 

inoculului pe substrat de dejecţii cabaline

H[o] 

Fractie 

molara Putere calorif. Mi M[amstc] Dens. Rel. 

Metan 851,51 57,00000 48536,07 16 912,0000 31,5571 

Etan 1562,06 0,00000 0,00 30 0,0000 0,0000 

Propan 2220,99 0,00000 0,00 44 0,0000 0,0000 

n-Butan 2879,63 0,00000 0,00 58 0,0000 0,0000 

iso-Butan 2870,45 0,00000 0,00 56 0,0000 0,0000 

iso-Pentan 3531,52 0,00000 0,00 72 0,0000 0,0000 

n-Pentan 3538,44 0,00000 0,00 72 0,0000 0,0000 

Azot 0 5,11000 0,00 14 71,5400 2,4754 

CO2 0 17,50000 0,00 44 770,0000 26,6436 

79,61 1753,54 60,6761 

Pres. [Pa] M [tot] Dens. Rel. Tot 

101325 

Hs [MJ/m3] : 2017,69 

Temp. [ºC] Putere calorifica ms. [MJ/Kg] : 27,68 

20 Putere calorifica tot. [KJ/mol] 48536,07 

Wobbe [MJ/m3] 259,03

Caracteristica UM Valoare 

Conţinutul de metan (vol.) % 56 

Clor mg/MJ

UM cantitate 

Continut mediu de metan % 54 

Biogaz obtenabil mc 2000 

Energie obtenabila kWh 10800 

Productie de energie termica kWh 4104 

Consum intern de enrgie temica kWh 160 

Productie de energie electrica kWh 4104 

Consum intern de enrgie electrica kWh 250 

Cantitatatea de energie (kWh) 

obtenabila prin digestie anaeroba

Caracteristica U.M. 

Valoare 

prescrisa 

Valoare 

determinata 

Observatii 

SU %/t nămol - 4,40 

Pb mg/kg SU 300 17,27 corespunde 

Cd mg/kg SU 10 0,42 corespunde 

Cr mg/kg SU 500 23,73 corespunde 

Cu mg/kg SU 500 341,00 corespunde 

Ni mg/kg SU 100 19,23 corespunde 

Hg mg/kg SU 5 0,30 corespunde 

Zn mg/kg SU 2.000 676,00 corespunde 

Umiditate - 84,32 - 

Carbon total mg/kg SU - 8,59 -

specifică parametrii ceruţi să descrie biogazul produs prin 

fermentare anaerobă şi utilizat în cadrul unor sisteme de 

producere a energiei prin cogenerare 

Compoziţia chimică a biogazului 

Specificaţie U.M. Biogaz 

CH 4 Mol. % >45 

CO 2 Mol. % 35-45 

N 2 Mol. % 0-2 

H 2S ppm

Pentru utilizarea în motoarele cu ardere internă şi turbine biogazul trebuie 

să aibă următorii parametri 

Specificaţie U.M. 

Biogaz pentru 

motoarele cu 

ardere internă 

Biogaz pentru 

turbine 

Metale alcaline 

(Na, K) 

mg/Nm3 ~50

Articole 

Comunicari 

•Biogazul o importantă resursă energetică, Naghiu, Al., Naghiu, Livia, 

Agricultura – stiinta si practica, nr. 1-2/2009 

•Resurse de biomasă pentru producerea de bioenergie , Chintoanu, M., 

Naghiu, Al., Naghiu, Livia, Agricultura – stiinta si practica, nr. 1-2/2009 

•Romanian agricultural farms and biogas production potentials, Roman 

M., Adriana Gog, M. Chintoanu, Gabriela Pitl, E. Luca, F.-D. Irimie, N. 

Burnete, Buletin USAMV-CN, ISSN 1454-2382, 2009 

•Biofuels and sustainability principles, Roman M., Adriana Gog, M. 

Chintoanu, Lacrimioara Senila, E. Luca, A. Naghiu, Cecilia Roman, D-F 

Irimie, Buletin USAMV GES, 2010 (in press) 

•Biogas production. Romanian biogas resources, Roman M., Adriana Gog, 

M. Chintoanu, Gabriela Pitl, E. Luca, F.-D. Irimie, N. Burnete, 16th 

Symposium on Analytical and Environmental Problems SZAB, Szeged, 

Ungaria, 28.sept. 2009 

•Necesar energetic la diferite tipuri de ferme agricole din România, 

Marius Roman, Adriana Gog, Şenilă Lăcrimioara, Mircea Chintoanu

A4.1 Stabilire solutie optima sistem cogenerare 

A4.2 Elaborare documentatie model finctional sistem de cogenerare 

A4.3 Realizare model functional 

A4.4 Experimentare model functional 

A4.5 Determinare bilant energetic 

A4.6 Determinare bilant de mediu 

A4.7 Experimentari in camp privind utilizarea namolurilor la 

fertilizare – faza I 

A4.8 Demonstrarea functionalitatii si utilitaii solutiilor 

A4.9 Studiu tehnico-economic de producere energie termica din 

biomasa la nivel de ferma 

A4.10 Studiu tehnico-economic de producere energie electrica din 

iomasa la nivel de ferma 

A4.11 Studiu de impact de mediu: determinarea emisiilor poluante la 

producerea energiei termice si energiei electrice. Influenta solutiilor 

propuse asupra circuitului carbonului in atura. 

A4.12Experimentar in camp privind utiliyarea namolurilor faza a 2-a 

A4.13 Diseminare rezultate partiale

Solutie optima sistem cogenerare 

Documentatie model functional sistem de cogenerare 

Carcateristici model functional 

Bilant energetic sistem cogenerare 

Bilant de mediu sistem cogenerare 

Rezultate de utilizare a namolurilor la fertilizare 

Sedinte demonstrative 

Documentatie tehnico-economica de producere energie 

termca din biomasa 

Documentatie tehnico-economica de producere energie 

electricadin biomasa 

Studiu impact de mediu 

Namoluri optime pentru utilizare ca fertilizanti 

Articole/comunicari

A5.1 Proiectare statie pilot 

A5.2 Realizare statie pilot 

A5.3 Experimentare statie pilot 

A5.4 Definitivare referential 

A5.5 Determinarea bilantului energetic general 

A5.6 Identificare si atribuire drepturi de proprietate 

industriala. Propunere brevet 

A5.7 Diseminare p scara larga (articole, comunicari, CD 

prezentare, upgradare pagina web) 

A5.8 Organizare cursuri de instruire fermieri 

A5.9 Conectare la retele nationale si interationale. Propunere 

PC7

Proiect statie pilot 

Statie pilot 

Caracteristici statie pilot 

Refertial 

Bilant energetic general 

Propunerebrevet, PV drepturi 

Articole, comunicari, pag web, CD prezentare 

Fermieri insruiti 

Conectare la retele de profil, propunere PC7

Tehnologie de cogenerare, de inalta eficienta energetica si 

nepoluanta pentru valorificarea energetica a biomasei din 

fermele agricole in conditiile termoclimatice din Romania 

Determinarea potentialului de utilizare la producerea 

biogazului a diferitelor tipuri de biomasa 

Determinarea factorilor care influenteaza nivelul eficientei 

energetice a productiei de biogaz din biomasa 

Instalatie pilot de cogenerare 

Biocatalizatori noi pentru optimizarea procesului de 

fermentare a substraturilor 

Bilantul energetic si de mediu. 

Elaborare standard pentru biogaz conform normelor UE

Buget 1.634.001 lei 

Cofinantare: 0 lei 

Buget modificat in acord cu actele aditionale 

◦ 2008 

Buget 0 lei 

Cofinantare 0 lei 

◦ 2009 

Buget 70.000 lei sursa 1 

60.450 lei sursa 2 

Cofinantare 0 lei 

◦ 2010 

Buget 235.549 lei 

Cofinantare 0 lei

2008 

◦ Buget 70.000 lei 

◦ Cofinantare 0 lei 

2009 



2010 



2011 


◦ Cofinantare 0 lei

Tehnologie de inalta eficienta energetica pentru producerea in ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?