Energie
| 04.05.2011
Besserer Aufschluss, mehr Biogas
Mehr Gas aus Substraten rausholen, schwierige Substrate einsetzen und das Fermentervolumen besser ausnutzen: All das kann durch den Einsatz eines Dispergiersystems mit einem Kreis-Biogas-Dissolver der Firma Niemann erreicht werden, wie erste Labor- und Praxisversuche zeigen.
Die Biogasanlage der agroEn Bioenergie GmbH & Co. KG in Hunteburg soll mit möglichst wenig Mais auskommen. Foto: Böske
Eine Besonderheit der Anlage ist das Substratgemisch, die Betreiber versuchen, mit wenig Mais (zurzeit 25 %) auszukommen. Schwerpunkt sind Wirtschaftsdünger wie Rindermist und -gülle sowie Pferdemist. Als Nawaro kommen Maissilage und Grünroggen zum Einsatz. Witte experimentiert auch mit Sonnenblumen und Hirse. Ein Kubikmeter Methan kostet ihn aus Mais 32 ct, aus Mist zwischen 15 und 25 Cent (je nach Transportentfernung). Da bleibt genug „Luft“, um in Technik für die Vorzerkleinerung schwieriger Substrate zu investieren. Hatten doch die Betreiber schon vorher Probleme mit der Viskosität des Gärsubstrates im Fermenter.
Witte veranlasste und unterstützte eine Diplomarbeit an der FH Osnabrück und TU Hamburg-Harburg, in der die Wirkung des Dispergiersystems der Firma Niemann, Melle, auf den Substrataufschluss und die Biogasausbeute untersucht wurde. In dem Kreis-Biogas-Dissolver wurden dabei zum einen Mais- und zum anderen Grünroggensilage zu Brei verarbeitet und in Batch-Behältern ausgegoren. Durch das Mischen und gleichzeitige Zerkleinern konnte der Methanertrag von Grünroggen und Mais nach 21 Tagen um 11 bis 19 % gesteigert werden.
Im Sommer 2010 wurde ein Fermenter in Hunteburg mit der Technik ausgerüstet. Der zweite Fermenter wird herkömmlich über den Wangen Bio-Mix beschickt. Die baugleichen Fermenter verfügen über eine Druck und Temperatur kompensierte Gasmengenmessung. „Das gibt uns die Möglichkeit, die Wirkung des Dissolvers genau zu messen“, so Witte.
Aufbau des Dissolvers
Im Sommer 2010 wurde ein Fermenter in Hunteburg mit der Technik ausgerüstet. Der zweite Fermenter wird herkömmlich über den Wangen Bio-Mix beschickt. Die baugleichen Fermenter verfügen über eine Druck und Temperatur kompensierte Gasmengenmessung. „Das gibt uns die Möglichkeit, die Wirkung des Dissolvers genau zu messen“, so Witte.
Aufbau des Dissolvers
Der Kreis-Biogas-Dissolver besteht aus einem runden Edelstahlbehälter mit unterschiedlichen Aufsätzen (Fassungsvermögen 1.500 l), der mit Feststoff und Flüssigkeit befüllt wird. Dazu wird Gärprodukt aus dem Fermenter entnommen und separiert. Der Dissolver mixt flüssiges und festes Material so, dass dabei die Zellstrukturen im Substrat aufgebrochen werden. Es entsteht ein leicht viskoser Brei. Anzahl und Schärfe der Messeraufsätze sowie die Anzahl der Umdrehungen beeinflussen das Mischergebnis. Beides muss auf die Substrate abgestimmt werden.
Die Silage im Dissolver wird mit der Flüssigkeit aus dem Gärprodukt vermischt, weil dies erfahrungsgemäß am besten funktioniert. Das Gärprodukt wird zuvor separiert, die festen Bestandteile in den Fermenter zurückgeführt und die Flüssigkeit in einem Vorratstank aufbewahrt. Von dort aus gelangt sie in den Dissolver. Der mixt das Substratgemisch drei Minuten, die Drehzahl wird abhängig von der Viskosität des Gemisches automatisch angepasst. Das Gerät verbraucht dabei 4 bis 5 kWh Eigenenergie pro Tonne Feststoff. Im geringeren Energieverbrauch (verglichen mit anderen Voraufschlusstechniken) und der geringeren Empfindlichkeit gegenüber Fremdkörpern sieht der Betreiber wesentliche Vorteile des Kreis-Biogas-Dissolvers. Mit dem Voraufschluss lässt sich das Gemisch nicht nur besser rühren, sondern auch besser vergären, was letztendlich zu einer höheren Gasausbeute führt. Aktuelle Messergebnisse aus der Praxis belegen eine Steigerung um 14 %.
Die Vorbehandlung der Substrate (auch die Gülle wird separiert) ermöglicht eine mehr als doppelt so hohe Raumbelastung. Die Verweilzeiten sind gesunken. Witte behält die Biologie über regelmäßiges Messen der organischen Säuren im Blick. Der stabile Fermentationsprozess ist Voraussetzung für das Wärmekonzept. Die Fütterung richtet sich nach dem Verbrauch an Gas. Über Warmwasserspeicher (insgesamt 175.000 l) können 24 Stunden Betriebsausfall gepuffert werden. So ist die Wärmenutzung für den Endnutzer verlässlich.
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