Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Einstufige Feststoffvergärung mittels Dynamischer Perkolation; Teilvorhaben 1

Anschrift
Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen - Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst- Fakultät Ressourcenmanagement
37077 Göttingen
Büsgenweg 1a
Kontakt
Prof. Dr. Ing. Achim Löwen
Tel: +49 551 5032 257
E-Mail: loewen@hawk-hhg.de
FKZ
22015911
Anfang
01.11.2011
Ende
30.09.2014
Aufgabenbeschreibung
Für die Gewinnung von Biogas haben aus strukturreichen Gärsubstraten haben die meisten in der Praxis eingesetzten einphasigen Fermentersysteme den Nachteil, dass durch den einphasigen Betrieb eine gezielten Einflussnahme auf den Prozess nur die Änderung der Belastung möglich ist. Zweiphasige Systeme dagegen, die mit einer Feststoffphase und Prozessflüssigkeit arbeiten, erlauben eine bessere Einflussnahme auf den biologischen Abbauprozess mit Hilfe der mit dem Gärsubstrat eingebrachten Prozessflüssigkeit. Ein solches System ist von der Firma Sauter bereits in der Praxis eingeführt worden, jedoch bisher noch keiner vergleichenden Betrachtung mit gleichen Substraten und Beladungsraten unterzogen worden. So z. B. durch das am ATB entwickelte Pfropfenstrom-Schwimmbettverfarhen mit Anaerobfilter, das durch die Pfropfenströmung und einem nachgeschalteten Anerobfilter weitere Einflussmöglichkeiten auf Biogasbildung bietet und im Rahmen des Projektes wissenschaftlich untersucht werden soll.
Ergebnisdarstellung
Teilvorhaben 1: Das Sauter-Verfahren der Beregnung konnte erfolgreich im Labormaßstab mit einem Nettobehältervolumen von 200 Liter nachgebildet werden. Die beiden Versuchssubstrate wurden unter den Raumbelastungen: 1,5 – 2,5 –3,5 und 4,5 goTS l-1d-1, in Parallel-Ansätzen unter 38 °C getestet. Der analytische Schwerpunkt lag in der Perkolatzusammensetzung und –veränderung in Abhängigkeit der Raumbelastung und der Zeit. Im ungestörten kontinuierlichen Betrieb verstetigte sich der TS-Gehalt im Perkolat bei 1,5 bis 2,5 %. Dasselbe gilt für die dynamische Viskosität mit etwa 10 mPa s, die sehr ausgeprägt mit dem TS-Gehalt korrelierte. Mit zunehmender Raumbelastung nahmen der CSB-Gehalt sowie die Säurekonzentration im Perkolat zu, die CH4-Ausbeuten bei Reedgras von 258 auf 162 lCH4 kgoTS-1 ab. Erklärungsansätze finden sich im Schlussbericht. Die Versuche zeigen, dass sich bei Maissilage mittels der Perkolationsintensität bei niedriger Raumbelastung die Biogasproduktion binnen Stundenfrist um 30 % verändern lässt, ohne negativen Einfluss auf den Prozess. In der satzweisen Vergärung scheint eine intensivere Perkolation bei Maissilage zur Zunahme organischer Säuren in der Brühe zu führen. Bei Reedgras zeigte sich dieser Einfluss nicht. Bei der Boxenfermentation ändern Betreiber die Perkolationsintensität aus diversen Gründen: Initialisierung des Abbauprozesses durch Erwärmung, Säurekonzentrationsmanagement, Entwässern des Gärstocks am Ende und anderes mehr. Teilvorhaben 3: Der Massenanteil der Grassilage am Input betrug im Jahresmittel 62 %, der oTS-Anteil: 93 %. Während des Untersuchungszeitraumes wurde die Anlage im Mittel zu 97 % ausgelastet, gemessen an der Generatorleistung. Durch intensivere Beregnung konnte ein höherer Grasanteil sicher beherrscht werden. Im Jahresmittel lag der Strombedarf für die Perkolation bei etwa 1,9 % der erzeugten Strommenge. In der Zeitspanne betrug die Methanausbeute im Mittel 310 lCH4 goTS-1.

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