Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Effizienzsteigerung im Silageprozess (EiS) - Neue Konzepte zur Minimierung von Energieverlusten; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Betrieb des Modell-Silos und Auswertung der Projektergebnisse

Anschrift
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde
38116 Braunschweig
Bundesallee 58 (Gebäude 230)
Kontakt
Dr. Torsten Thünen
Tel: +49 531 596-2317
E-Mail: torsten.thuenen@julius-kuehn.de
FKZ
22404212
Anfang
01.02.2015
Ende
31.05.2018
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Verbundvorhabens ist die Effizienzsteigerung des Silierprozesses in Großsilos für die Bereitstellung von Gärsubstrat für die Biogasproduktion. Der Einsatz einer qualitativ hochwertigen Silage erhöht das Ertragspotential und vermindert gleichzeitig Störungen und Schäden an der Anlage. Durch die Entwicklung und Kalibration einer Multisensorik zur Überwachung des Silageprozesses vom Auffahren bis hin zur Entnahme können die Prozessabläufe in den bislang wenig untersuchten, für neuere Biogasanlagen typischen großen Siloanlagen dargestellt und optimiert werden. Die Multisensorik ermöglicht es, die Verdichtung an kritischen Stellen, wie Randbereichen, während des Auffahrens zu überwachen. Zudem kann auf die in großen Siloanlagen auftretende Inhomogenität des Gärsubstrates in angemessener Weise reagiert werden. Störgrößen während des Silageprozesses und nach der Entnahme werden frühzeitig erkannt und können beseitigt werden bevor es zu einer Verminderung der Silagequalität kommt. Durch die Kalibration der Multisensorik können die in der Praxis auftretenden Verlustgrößen quantifiziert und neue Substrate besser bewertet werden. Die Verwendung eines im Erntedatenmanagements gängigen Software-Standards sorgt dafür, dass die Sensordaten später in bereits etablierte Softwarelösungen integriert und damit unmittelbar in die Praxis übertragen werden können. Ein auf diese Weise optimierter Silierprozess ermöglicht den Betreibern auch in Zukunft ein effizientes und rentables Betreiben ihrer Biogasanlage. Entwicklung eines Modell-Silos mit externen Sensoren für die Kalibaration der zu entwickelnden Multisensorik. Untersuchung des Einflusses der durch die Multisensorik erfassten Parameter auf den Biogasertrag. Mit Hilfe von Laborsilagen wird der Einfluss der Parameter auf das Biogasertragspotential sowie die mikrobiologische Zusammensetzung ermittelt.
Ergebnisdarstellung
Für die Kalibration der Multisensorik wurden zwei Modell-Silos entworfen. Zum einen wurde ein System entwickelt, welches die Kalibration des Dichtesensors erlaubt. Hierbei wurde der Aufbau so gewählt, dass eine genaue Bestimmung des Volumens des eingesetzten Substrats gewährleistet ist. Zudem ist das System von zwei Seiten zugänglich um das eingesetzte Substrat schnell zu entfernen und somit mehrere Messungen in kurzer Zeit zu ermöglichen. Zum anderen wurde ein System entwickelt, welches für die Langzeitmessung des Prototyps geeignet ist. Hierbei wurden Luftdicht verschließbare Zugänge für einen externen pH-Sensor, sowie eine Kabeldurchführung für die kabelgebundene Teilkalibrierung von einzelnen Sensorparamatern geschaffen. Die Referenzmessung der Temperatur erfolgte über den BlueDAN Funksensor der Esys GmbH. Dieses System ist luftdicht verschließbar um einen Silierverlauf über einen längeren Zeitraum zu ermöglichen. In den Laborversuchen konnte gezeigt werden, dass es sich bei der Silage um ein sehr inhomogenes Material handelt. Innerhalb der Wiederholungen kam es zu sehr hohen Variationen, welche sich auch in den errechneten Biogas- bzw. Methanerträgen wiederspiegelteFehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.. In diesem Teilvorhaben konnte gezeigt werden, dass sich die Populationen von MSB auch innerhalb der Wiederholungen unterschiedlich entwickeln. Dieses ist u.a. auf die unterschiedliche Ausgangspopulation dieser Bakterien zurückzuführen. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Variabilität auf das Großsilo übertragen lässt. Eine Korrelation der vom Sensor erfassten Werte mit einer zu erwartenden Biogasausbeute ist auf Basis der hier erhobenen Daten nicht möglich.

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