DE102005030980A1 - Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase - Google Patents
Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005030980A1 DE102005030980A1 DE102005030980A DE102005030980A DE102005030980A1 DE 102005030980 A1 DE102005030980 A1 DE 102005030980A1 DE 102005030980 A DE102005030980 A DE 102005030980A DE 102005030980 A DE102005030980 A DE 102005030980A DE 102005030980 A1 DE102005030980 A1 DE 102005030980A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- products
- phase
- fermentation
- fermented
- biogas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/20—Heating; Cooling
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Verbesserung der Gasausbeute in Anlagen zur Erzeugung von Biogas, insbesondere aus in der Landwirtschaft anfallenden Produkten, bei dem/der diese Produkte einer Fermentation unterzogen werden und durch diese Fermentation zumindest Biogas, Sedimente und/oder Substrat entsteht, und bei dem/der die zu fermentierenden Produkte zum einen als Biosubstrat (Rohware) in Form wenigstens einer stückigen Phase und zum anderen als wenigstens eine weitere Komponente in Form einer kontinuierlichen Phase bereitgestellt werden.The The invention relates to a method and an arrangement for improvement the gas yield in biogas production plants, in particular from agricultural products, in which they Products undergo a fermentation and through this fermentation at least biogas, sediments and / or substrate arises, and at to / the products to be fermented as a biosubstrate (Raw material) in the form of at least one lumpy phase and on the other as at least one further component in the form of a continuous one Be provided.
Biogas besteht zu etwa 50 bis 60% aus Methan, welches brennbar ist und einen hohen Heizwert hat, und aus Kohlendioxyd. Es entsteht in der Natur überall dort, wo organisches Material von Mikroorganismen in Abwesenheit von Sauerstoff (anaerob) umgewandelt wird. Biogas lässt sich in entsprechend dafür konstruierten Biogas-Anlagen gewinnen, wobei als Ausgangsmaterialien folgende in Frage kommen:
- • Belebtschlamm aus Kläranlagen;
- • Abfallprodukte der Tierhaltung wie Dung oder Gülle;
- • Pflanzenmaterial wie beispielsweise Stroh, Gras, Heu, Rüben, Mais und Ganzpflanzensilage (GPS) wie Grünroggen;
- • Rückstände der Nahrungsmittelproduktion wie Schlachthofabwässer, Brauereischlamm, Abwässer der Molkereien und Zuckerfabriken und Rückstände biotechnologischer Produktionsbetriebe und/oder
- • Hausmüll.
- • activated sludge from sewage treatment plants;
- • animal husbandry waste such as manure or manure;
- • Plant material such as straw, grass, hay, turnips, corn and whole plant silage (GPS) such as green rye;
- • residues of food production such as slaughterhouse effluents, brewery lamb, wastewater from dairies and sugar factories and residues of biotech production plants and / or
- • household waste.
Grundsätzliches Problem bei Vorrichtungen zur Erzeugung von Biogas ist die Durchmischung des vorgelegten und mit geeigneten Mikroorganismen geimpften Ausgangsmaterials, beispielsweise der Gülle. Wünschenswert ist eine möglichst intensive Durchmischung der Gülle, da dadurch die Ausbeute an Biogas erhöht werden kann. Weiterhin sind die zu fermentierenden Produkte auf Fermentierungstemperatur zu erwärmen, da eine nicht hinreichende Temperatur im Fermenter den Fermentationsprozess verlangsamen und dadurch die Ausbeute an Biogas vermindern würde. Ähnliche Auswirkungen hat ein Überschreiten der optimalen Fermentierungstemperatur, beispielsweise durch Überhitzung des Fermentationsprozesses.Basics Problem with devices for the production of biogas is the mixing the initial material and seeded with suitable microorganisms, for example, manure. Desirable is one possible intensive mixing of manure, because it can increase the yield of biogas. Furthermore are the products to be fermented to fermentation temperature heat, as an insufficient temperature in the fermenter the fermentation process slow down and thereby reduce the yield of biogas. Similar Impact has an exceeding the optimal fermentation temperature, for example by overheating of the fermentation process.
Durch
die
Der bekannten Vorrichtung wird bevorzugt über den Zulauf ein Gemisch aus zu fermentierenden Produkten und 20 bis 75 Gew% Rübensilage, bezogen auf die Gesamtmenge, zugeführt. Dabei werden nach der Ernte die für die Rübensilage vorgesehenen Rüben vermust, einsiliert und vom Rübenlagerbehälter beispielsweise mittels einer Dosierpumpe in den Fermenter eingegebracht. Hierbei wird in der Pumpe oder erst nachgeschaltet die Vermischung der Rübensilage mit den weiteren zu fermentierenden Produkten, insbesondere Gülle, vorgesehen.Of the known device is preferably via the inlet a mixture from products to be fermented and from 20 to 75% by weight of beet silage, based on the total amount fed. It will be after the harvest the for the beet silage provided turnips vermust, einiliert and from the beet storage container, for example introduced into the fermenter by means of a metering pump. in this connection is in the pump or only downstream mixing the beet silage with the other products to be fermented, in particular manure, provided.
Des weiteren ist der Einsatz von Mais, umfassend die gesamte Pflanze einschließlich des Kolbens, oder Ganzpflanzensilage (GPS) oder Grassilage bekannt, wobei dieser jeweilige Bestandteil die Komponente Biosubstrat (Rohware) innerhalb der zu fermentierenden Produkte bildet. Das jeweilige Biosubstrat wird dabei in einem Häcksler üblicherweise auf eine Schnittlänge im Bereich von 5 bis 15 mm zerkleinert und bildet in diesem Zustand die stückige Phase innerhalb der zu fermentierenden Produkte.Of Another is the use of maize, comprising the entire plant including flask, or whole plant silage (GPS) or grass silage, this component being the component biosubstrate (raw material) forms within the products to be fermented. The respective Biosubstrate is usually in a shredder on a cut length in the range comminuted from 5 to 15 mm and forms the lumpy phase in this state within the products to be fermented.
Der vorgenannte Stand der Technik offenbart, dass sich die bisherigen Bemühungen zur Erhöhung der Gasausbeute in Anlagen zur Erzeugung von Biogas auf Maßnahmen innerhalb des Fermenters konzentrieren und dass das diesbezügliche Entwicklungspotenzial weitestgehend ausgeschöpft scheint.The aforementioned prior art discloses that the previous efforts to increase the Gas yield in biogas production plants should be concentrated on measures within the fermenter and that the potential for development in this regard seems to have been exhausted to the greatest possible extent.
Ausgehend vom vorg. Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Verfahren und einer Anordnung der gattungsgemäßen Art die Ausbeute an Biogas weiter zu steigern.outgoing from the vorg. It is an object of the present invention to provide in a method and an arrangement of the generic type to further increase the yield of biogas.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Der grundlegende erfinderische Gedanke besteht darin, das Augenmerk bei der Bemühung, die Ausbeute an Biogas zu steigern, nunmehr auf die Vorbehandlung der stückigen Phase der zu fermentierenden Produkte, des Biosubstrats (der Rohware), zu richten und diese stückige Phase über das durch Häckselung und/oder Zerkleinerung bisherige Maß hinausgehend zu zerkleinern und anschließend mit der kontinuierlichen Phase zu mischen. Durch diese neue Qualität der Zerkleinerung wird die spezifische Oberfläche des Reaktionspartners stückige Phase erhöht, wodurch eine signifikante Intensivierung des Stoffaustauschs im Rahmen des Fermentationsprozesses und damit eine Verbesserung der Gasausbeute in diesem Prozess erreicht werden.Of the fundamental inventive thought is the attention in the effort to increase the yield of biogas, now on the pretreatment the lumpy Phase of the products to be fermented, the biosubstrate (the raw material), to judge and this lumpy Phase over that by hewing and / or Crushing exceeding previous level to crush and then to mix with the continuous phase. Through this new quality of crushing becomes the specific surface of the reaction partner chunky Phase increased, whereby a significant intensification of the mass transfer in the Framework of the fermentation process and thus an improvement in the Gas yield can be achieved in this process.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht vor, dass das Mischen der zu fermentierenden Produkte, bestehend aus der stückigen Phase und der kontinuierlichen Phase, räumlich getrennt von der Fermentation erfolgt. In diesem Falle wird ein Verfahren realisiert, bei dem die zu fermentierenden Produkte quasi „flüssig" dem Fermentationsprozess zugeführte werden. Dieses Verfahren der sog. „Flüssigeinbringung" findet bevorzugt Anwendung beim Bau neuer Biogas-Anlagen.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that mixing the products to be fermented, consisting of the lumpy Phase and the continuous phase, spatially separated from the fermentation he follows. In this case, a method is realized in which the products to be fermented are quasi "liquid" fed to the fermentation process. This method of so-called "liquid introduction" is preferred Application for the construction of new biogas plants.
Das vorg. Verfahren der Flüssigeinbringung ist darüber hinaus geeignet, wie dies ein weiterer Vorschlag vorsieht, die Mischung aus den zu fermentierenden Produkten vor und räumlich getrennt von ihrer Fermentation einer Vorwärmung außerhalb des Fermenters zu unterziehen. Durch die diesbezügliche Vorwärmung der zu fermentierenden Produkte auf die notwendige Fermentationstemperatur unterbleiben die ansonsten in der Regel hinzunehmenden Temperaturschwankungen innerhalb des Fermenters und die damit einhergehende Verlangsamung des Fermentationsprozesses und Verminderung der Ausbeute an Biogas.The vorg. Method of liquid introduction is about it In addition, as recommended by another proposal, the mixture from the products to be fermented before and spatially separated from their fermentation a warm-up outside to undergo the fermenter. By the relevant preheating of the fermented Avoid products to the necessary fermentation temperature the otherwise usually to be accepted temperature fluctuations within the fermenter and the associated slowdown the fermentation process and reduce the yield of biogas.
Bestehende Anlagen zur Erzeugung von Biogas, bei denen die stückige Phase, das Biosubrat (Rohware), dem Fermenter unmittelbar zugeführt wird (sog. „Feststoffeinbringung"), können von der erfindungsgemäßen Zerkleinerung ebenfalls profitieren, wenn, wie dies eine andere Ausgestaltung des vorgeschlagenen Verfahrens gemäß der Erfindung vorsieht, das Mischen der zu fermentierenden Produkte, bestehend aus der stückigen Phase und der kontinuierlichen Phase, im Raum der Fermentation erfolgt. Nunmehr wird die erfindungsgemäß zerkleinerte stückige Phase auf dem üblichen Weg dem Fermentationsprozess zugeführt, sodass in diesem Bereich keine Änderung oder Anpassung bestehender Anlagen notwendig ist.existing Installations for the production of biogas in which the lumpy phase, the biosubrate (raw material), the fermenter is fed directly (so-called "solids introduction"), can from the comminution according to the invention also benefit if, as this is another embodiment of the proposed method according to the invention, the Mixing the products to be fermented, consisting of the lumpy phase and the continuous phase, takes place in the fermentation room. Now, the invention is comminuted lumpy Phase on the usual Path fed to the fermentation process, so in this area no change or adaptation of existing facilities is necessary.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung sieht vor, dass aus dem Raum der Fermentation ein Teil der Mischung aus den zu fermentierenden Produkten entnommen, im Kreislauf umgewälzt und dabei räumlich getrennt von der Fermentation eine Abkühlung erfährt. Diese Verfahrensvariante ist im Gegensatz zu Verfahren der „internen" und „externen" Erwärmung nach dem Stand der Technik besonders gut geeignet, um beispielsweise die zu fermentierenden Produkte im Fermenter vor Überhitzung zu schützen. Eine derartige „externe" Kühlung der zu fermentierenden Produkte ist beispielsweise dann angezeigt, wenn im Sommer über mehrere Wochen eine Außentemperatur ϑa > 25 °C herrscht, sodass im Fermenter ohne Kühlung eine optimale Fermentationstemperatur von ca. ϑF = 37 °C nicht einzuhalten ist. Als Wärmeträgermedium (Kühlmedium) kommt hierbei vorzugsweise Brunnenwasser zur Anwendung. Eine Überhitzung des Fermenters hat vergleichbare Auswirkungen auf den Fermentationsprozess, wie eine unzureichende Erwärmung der zu fermentierenden Produkte.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that taken from the fermentation room part of the mixture of the products to be fermented, circulated in the circulation while spatially separated from the fermentation experiences a cooling. This process variant, in contrast to methods of "internal" and "external" heating according to the prior art, particularly well suited to protect, for example, the products to be fermented in the fermenter from overheating. Such "external" cooling of the products to be fermented is indicated, for example, when in the summer for several weeks outside temperature θ a > 25 ° C prevails, so in the fermenter without cooling an optimal fermentation temperature of about θ F = 37 ° C does not comply Well water is preferably used as the heat transfer medium (cooling medium) and overheating of the fermenter has comparable effects on the fermentation process, such as insufficient heating of the products to be fermented.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in besonders vorteilhafter Weise, wie dies vorgesehen ist, sowohl bei der Verfahrensvariante „Flüssigeinbringung" als auch bei der Verfahrensvariante „Feststoffeinbringung" beispielsweise unter Verwendung von Mais, umfassend die gesamte Pflanze einschließlich des Kolbens, oder Ganzpflanzensilage (GPS) oder Grassilage durchführbar. Diesbezüglich wird vorgeschlagen, das jeweilige stückige Biosubstrat (Rohware) auf eine Schnittlänge im Bereich von 1 bis 3 mm zu zerkleinern. Als kontinuierliche Phase der zu fermentierenden Produkte kommt in beiden Verfahrensvarianten („Flüssigeinbringung"; „Feststoffeinbringung") in vorteilhafter Weise Gülle zum Einsatz. Es hat sich in diesem Zusammenhang gezeigt, dass die Gasausbeute bei Einsatz der erfindungsgemäß zerkleinerten Rohware (Mais) gegenüber der bisher eingesetzten, üblich zerkleinerten Rohware um 10 bis 12 % (Δ = 0,1 – (0,12)) höher ausfällt.The inventive method is in a particularly advantageous manner, as provided, both in the process variant "liquid introduction" and in the process variant "solids introduction", for example using corn, comprising the entire plant including the piston, or whole plant silage (GPS) or grass silage feasible. In this regard, it is proposed to chop the respective lumpy biosubstrate (raw material) to a cutting length in the range of 1 to 3 mm. As a continuous phase of the products to be fermented, liquid manure is advantageously used in both process variants ("liquid introduction", "solid introduction"). It has been shown in this context that the gas yield when using the comminuted raw material (corn) according to the invention over the previously used, comminuted raw material by 10 to 12% (Δ = 0.1 - (0.12)) higher fails.
Die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bereitstellungsbehälter für die auf das übliche Maß zerkleinerte stückige Phase (Biosubstrat/Rohware) und dem Fermenter ein Zerkleinerer angeordnet ist.The Arrangement for implementation the method according to the invention is characterized in that between the staging container for the the usual Measure crushed lumpy Phase (biosubstrate / raw material) and the fermenter arranged a crusher is.
Zur Realisierung der Flüssigeinbringung wird weiterhin vorgeschlagen, dass dem Zerkleinerer ein Anmischbehälter nachgeordnet ist, wobei letzterer weiterhin einen Anschluss zur Zufuhr der kontinuierlichen Phase aufweist. Durch diese Anordnung wird die Bereitstellung eines pumpfähigen Gemisches erreicht. In diesem Zusam menhang sieht eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung vor, dass an den Anmischbehälter ein Rohrbündel-Wärmeaustauscher über eine Eintrittsleitung und eine Austrittsleitung angeschlossen ist, über den das im Anmischbehälter befindliche Gemisch aus den zu fermentierenden Produkten im Kreislauf umgewälzt und vorgewärmt wird.to Realization of the liquid introduction is further proposed that the crusher downstream of a mixing container is the latter, a terminal for supplying the continuous Phase has. By this arrangement, the provision of a pumpable Mixture achieved. In this connection, sees another advantageous embodiment the arrangement according to the invention before that to the mixing container a shell and tube heat exchanger over a Inlet line and an outlet line is connected via the in the mixing container contained mixture of the products to be fermented in the circulation circulated and preheated becomes.
Bestehende Biogas-Anlagen mit der sog. Feststoffeinbringung sind auf die erfindungsgemäße Anordnung umrüstbar, wenn, wie dies ein weiterer Vorschlag vorsieht, zwischen dem erfindungsgemäßen Zerkleinerter und dem Fermenter eine Fördereinrichtung angeordnet ist. Dabei wird die erfindungsgemäß zerkleinerte stückige Phase ohne nennenswerte Änderung des Zulaufs zum Fermenter diesem zugeführt und dort mit der kontinuierlichen Phase vermischt.existing Biogas plants with the so-called. Solid introduction are on the arrangement of the invention convertible, if, as a further proposal provides, between the comminuted invention and the fermenter a conveyor is arranged. In this case, the chopped lumpy phase according to the invention without significant change the feed to the fermenter supplied to this and there with the continuous Phase mixed.
Die erfindungsgemäße Anordnung ist in besonders vorteilhafter Weise, wie dies auch vorgesehen ist, sowohl in ihrer Ausgestaltung mit „Flüssigeinbringung" als auch in ihrer Ausgestaltung mit „Feststoffeinbringung" für den Einsatz von Mais, umfassend die gesamte Pflanze einschließlich des Kolbens, oder von Ganzpflanzensilage (GPS) oder Grassilage geeignet. Diesbezüglich wird vorgeschlagen, das jeweilige stückige Biosubstrat (Rohware) auf eine Schnittlänge im Bereich von 1 bis 3 mm zu zerkleinern. Als kontinuierliche Phase der zu fermentierenden Produkte kommt in beiden vorg. Ausgestaltungen der Anordnung in vorteilhafter Weise Gülle zum Einsatz.The inventive arrangement is in a particularly advantageous manner, as is also intended, both in their embodiment with "liquid introduction" as well as in their Design with "solids introduction" for use of maize, comprising the entire plant including the Flask, or whole plant silage (GPS) or grass silage. In this regard, it is proposed that the respective lumpy biosubstrate (raw material) on a cut length to shred in the range of 1 to 3 mm. As a continuous phase of to be fermented products comes in both vorg. refinements the arrangement advantageously manure for use.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung sieht vor, dass an den Fermenter ein Rohrbündel-Wärmeaustauscher derart angeschlossen ist, dass aus dem Fermenter ein Teil der Mischung aus den zu fermentierenden Produkten entnommen, im Kreislauf über den Rohrbündel-Wärmeaustauscher umgewälzt und dabei in diesem erwärmt wird. Diese Lösung ist geeignet, um bestehende Anlagen zur Erzeugung von Biogas mit den Vorteilen einer „externen" Beheizung der zu fermentierenden Produkte mittels eines geeigneten Rohrbündel-Wärmeaustauschers auszustatten.A further advantageous embodiment the arrangement according to the invention provides that a shell-and-tube heat exchanger connected to the fermenter such is that from the fermenter part of the mixture from the fermented Taken from products, circulated in the circuit via the tube bundle heat exchanger and while warmed up in this becomes. This solution is suitable to use existing plants for the production of biogas the advantages of an "external" heating to fermenting products by means of a suitable tube bundle heat exchanger equip.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung ist an den Fermenter ein Rohrbündel-Wärmeaustauscher derart angeschlossen ist, dass aus dem Fermenter ein Teil der Mischung aus den zu fermentierenden Produkten entnommen, im Kreislauf über den Rohrbündel-Wärmeaustauscherumgewälzt und dabei in diesem gekühlt wird. Diese Ausführungsform ist im Gegensatz zu „internen" und „externen" Heizvorrichtungen nach dem Stand der Technik besonders gut geeignet, um beispielsweise die zu fermentierenden Produkte im Fermenter vor Überhitzung zu schützen. Eine derartige „externe" Kühlung der zu fermentierenden Produkte ist beispielsweise dann angezeigt, wenn im Sommer über mehrere Wochen eine Außentemperatur ϑa > 25 °C herrscht, sodass im Fermenter ohne Kühlung eine optimale Fermentationstemperatur von ca. ϑF = 37 °C nicht einzuhalten ist. Als Wärmeträgermedium (Kühlmedium) kommt vorzugsweise Brunnenwasser zur Anwendung. Eine Überhitzung des Fermenters hat die vorstehend erwähnten Auswirkungen auf den Fermentationsprozess.According to another advantageous embodiment of the arrangement according to the invention, a shell-and-tube heat exchanger is connected to the fermenter such that withdrawn from the fermenter, a part of the mixture of products to be fermented, circulated in the circulation through the tube bundle heat exchanger and thereby cooled in this , This embodiment, in contrast to "internal" and "external" heating devices according to the prior art, is particularly well suited, for example, to protect the products to be fermented in the fermenter from overheating. Such "external" cooling of the products to be fermented is indicated, for example, when in the summer for several weeks outside temperature θ a > 25 ° C prevails, so in the fermenter without cooling an optimal fermentation temperature of about θ F = 37 ° C does not comply Well water is preferably used as the heat transfer medium (cooling medium) and overheating of the fermenter has the above-mentioned effects on the fermentation process.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ein jeweiliges Ausführungsbeispiel einer ersten und einer zweiten Anlage zur Erzeugung von Biogas gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigenOne respective embodiment a first and a second plant for the production of biogas according to the invention are shown in the drawing and are described below. Show it
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Eine
erste Biogas-Anlage
Im
Bereitstellungsbehälter
Das
derart zerkleinerte stückige
Biosubstrat A (Rohware; stückige
Phase A) besitzt beispielsweise bei Mais eine Trockensubstand von
ca. 30 % (TS ca. 30 %) und wird vom Zerkleinerer
Der
dem Anmischbehälter
Die
Zufuhr der Mischung aus den zu fermentierenden Produkten P (A +
G) in den Fermenter
Eine
zweite Biogas-Anlage
In
den
Darüber hinaus
zeigen die
Die Verbesserung der Gasausbeute in Anlagen zur Erzeugung von Biogas durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen ist signifikant und offenkundig, wobei diese Verbesserung sowohl bei dem Verfahren und der Anordnung mit „Flüssigeinbringung" als auch bei jenen mit „Feststoffeinbringung" eintritt.The Improvement of gas yield in biogas production plants by the inventively proposed activities is significant and obvious, with this improvement both in the method and arrangement with "liquid introduction" as well as those with "solid introduction" occurs.
Dass
die erfindungsgemäßen Maßnahmen
sich auch wirtschaftlich rechnen, wird nachfolgend beispielhaft
und überschlägig an einer
Biogas-Anlage mit einer in das Stromnetz eingespeisten elektrischen
Leistung von Pelektr = 500 kW aufgezeigt. Daten BERECHNUNGSBEISPIEL
Der
zusätzliche
jährliche
Gewinn g in EUR/a ohne Inverstitions- und Verschleißkosten
des erfindungsgemäßen Zerkleinerers
berechnet sich mit den vorg. Daten überschlägig aus der nachfolgenden Formel
(1):
Darin
bedeuten:
Damit
beträgt
- 1
- erste Biogas-Anlage
- 2
- Fermenter
- 2a
- Zulauf erster Art
- 3
- Bereitstellungsbehälter
- 3a
- Auslaufleitung/Förderschnecke
- 4
- Zerkleinerer
- 4a
- Überführungsleitung
- 5
- Antriebsmotor
- 6
- Anmischbehälter
- 6a
- erster Anschluss
- 7
- Rohrbündel-Wärmeaustauscher
- 7a
- Eintrittsleitung
- 7b
- Austrittsleitung
- A
- stückige Phase (Biosubstrat/Rohware; z.B. Mais, GPS, Grassilage)
- B
- Biogas
- G
- kontinuierliche Phase (Gülle)
- P
- zu fermentierende Produkte (A + G)
- S
- Sedimente und/oder Substrat
- U
- Umwälzung
- 1
- first biogas plant
- 2
- fermenter
- 2a
- Feed of the first kind
- 3
- Deployment container
- 3a
- Outlet pipe / auger
- 4
- shredder
- 4a
- Transfer line
- 5
- drive motor
- 6
- mixing tank
- 6a
- first connection
- 7
- Shell and tube heat exchangers
- 7a
- inlet line
- 7b
- exit line
- A
- lumpy phase (biosubstrate / raw material, eg corn, GPS, grass silage)
- B
- biogas
- G
- continuous phase (liquid manure)
- P
- fermented products (A + G)
- S
- Sediments and / or substrate
- U
- circulation
- 10
- zweite Biogas-Anlage
- 2b
- Zulauf zweiter Art
- 2c
- zweiter Anschluss
- 8
- Fördereinrichtung (z.B. rotierende Verdrängerpumpe)
- 10
- second biogas plant
- 2 B
- Inlet of the second kind
- 2c
- second connection
- 8th
- Conveyor (eg rotary positive displacement pump)
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005030980A DE102005030980A1 (en) | 2005-07-02 | 2005-07-02 | Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005030980A DE102005030980A1 (en) | 2005-07-02 | 2005-07-02 | Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005030980A1 true DE102005030980A1 (en) | 2007-01-04 |
Family
ID=37545082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005030980A Ceased DE102005030980A1 (en) | 2005-07-02 | 2005-07-02 | Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102005030980A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008116842A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method for the fermentation of ensilaged renewable raw materials |
DE102008008319A1 (en) | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Cognis Oleochemicals Gmbh | Treatment of salt and glycerine-containing residues |
AT11199U3 (en) * | 2009-11-03 | 2010-12-15 | Gottfried Hase | DEVICE FOR PREPARING ORGANIC MATERIAL |
DE102011108340A1 (en) | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Jäckering Mühlen- und Nährmittelwerke GmbH | Substrate supplying device of biogas plant comprising biogas fermenter, comprises raw material storage, air mill, particle filter, filter for exhaust air purification, conveying devices, feeding device, and discharging device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3151187A1 (en) * | 1981-12-23 | 1983-07-14 | Günther 7920 Heidenheim Hof | Biogas plant |
DE3228895A1 (en) * | 1982-08-03 | 1984-02-09 | Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien GmbH, 6204 Taunusstein | Process for obtaining biogas and apparatus for carrying out this process |
WO2004062808A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Fractivator Oy | Method and device for disintegration of organic material and use of the device |
DE202005003070U1 (en) * | 2005-02-25 | 2005-05-12 | B. Strautmann & Söhne GmbH u. Co. KG | Dosing assembly, for the delivery of charges to a fermenter to produce a biogas, has a container with a heated mantle to keep charges at a raised temperature on entering the fermenter |
DE10351529A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-06-16 | Awila-Agrar-Und Industrieanlagen Gmbh | System for feeding dosed amounts of solid material to biogas plant comprises tank, from which material is fed, containing pairs of rollers which rotate in same direction |
DE10354597A1 (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-30 | Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg | Shredding process and assembly to generate biogas e.g. methane from a combination of dry solids and semi-liquid organic residues e.g. farm animal slurry |
-
2005
- 2005-07-02 DE DE102005030980A patent/DE102005030980A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3151187A1 (en) * | 1981-12-23 | 1983-07-14 | Günther 7920 Heidenheim Hof | Biogas plant |
DE3228895A1 (en) * | 1982-08-03 | 1984-02-09 | Institut Fresenius Chemische und Biologische Laboratorien GmbH, 6204 Taunusstein | Process for obtaining biogas and apparatus for carrying out this process |
WO2004062808A1 (en) * | 2003-01-15 | 2004-07-29 | Fractivator Oy | Method and device for disintegration of organic material and use of the device |
DE10351529A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-06-16 | Awila-Agrar-Und Industrieanlagen Gmbh | System for feeding dosed amounts of solid material to biogas plant comprises tank, from which material is fed, containing pairs of rollers which rotate in same direction |
DE10354597A1 (en) * | 2003-11-21 | 2005-06-30 | Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg | Shredding process and assembly to generate biogas e.g. methane from a combination of dry solids and semi-liquid organic residues e.g. farm animal slurry |
DE202005003070U1 (en) * | 2005-02-25 | 2005-05-12 | B. Strautmann & Söhne GmbH u. Co. KG | Dosing assembly, for the delivery of charges to a fermenter to produce a biogas, has a container with a heated mantle to keep charges at a raised temperature on entering the fermenter |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008116842A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Method for the fermentation of ensilaged renewable raw materials |
DE102008008319A1 (en) | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Cognis Oleochemicals Gmbh | Treatment of salt and glycerine-containing residues |
DE102008008319B4 (en) | 2008-02-07 | 2018-12-20 | Klk Emmerich Gmbh | Treatment of salt and glycerine-containing residues |
AT11199U3 (en) * | 2009-11-03 | 2010-12-15 | Gottfried Hase | DEVICE FOR PREPARING ORGANIC MATERIAL |
DE102011108340A1 (en) | 2011-07-25 | 2013-01-31 | Jäckering Mühlen- und Nährmittelwerke GmbH | Substrate supplying device of biogas plant comprising biogas fermenter, comprises raw material storage, air mill, particle filter, filter for exhaust air purification, conveying devices, feeding device, and discharging device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2927308B1 (en) | Biogas system and method for generating biogas from straw | |
AT507469B1 (en) | DEVICE FOR CONTINUOUS OR DISCONTINUOUS HYDROLYSIS OF ORGANIC SUBSTRATES | |
EP2935595B1 (en) | Method and plant for producing biogas from lignocellulose-containing biomass | |
EP2576757A1 (en) | Method and device for the hydrolysis of preferably solid organic substrates | |
EP3141595B1 (en) | Device and method for creating biogas | |
EP1871891A2 (en) | Method and plant for producing biogas from bio-organic residual matters | |
EP2371525B1 (en) | Twin screw extruder and method for the thermo-mechanical pulping of organic raw and residual materials | |
DE102005030980A1 (en) | Gas yield improvement in plants for producing biogas from products resulting in agriculture, comprises fermenting the products, comminution/chopping of fragmented phase of the products and mixing the fragmented phase with continuous phase | |
EP2243823A2 (en) | Method and device for the generation and distribution of energy | |
DE202011110507U1 (en) | Multiple anaerobic fermenter for high solids content | |
DE19809299A1 (en) | Hygienic, efficient, biogas-fired electrical power generation plant useful for cadavers, agricultural- and animal wastes | |
DE102010000580A1 (en) | A system and method for providing a mixture of different biomass to a plant for recovering a reaction product from the different biomass | |
DE102012208649A1 (en) | Device, useful for digestion of lignocellulosic substrates for plant for biogas production, comprises supply unit provided with container for floated substrates, a transport unit, and coupled crusher or squeezer with dewatering device | |
EP2938729A1 (en) | Method and device for producing regenerative energy from biomass | |
DE102011118067B4 (en) | Biomass treatment process with the addition of at least one activator | |
DE202005021968U1 (en) | Arrangement for improving the gas yield in biogas production plants | |
DE202010004564U1 (en) | Twin-screw extruder for the thermomechanical digestion of organic raw materials and residues | |
DE102004035997A1 (en) | Biogas plant for the supply of methane-containing gases | |
EP3114208B1 (en) | Device and method for generating a biomass preparation | |
DE102014003159A1 (en) | Apparatus and method for producing a biomass preparation, in particular from feedstocks with a high lignin content | |
EP1488855A1 (en) | Process and plant for producing biogas from biological waste | |
DE202014004906U1 (en) | Device for producing a biomass preparation, in particular from feedstocks with a high lignin content | |
DE102010000576B4 (en) | Plant and process for the hydrothermal carbonization of biomass | |
DE29803829U1 (en) | Biogas plant | |
DE10254308A1 (en) | Generating methane from agricultural residues and wastes comprises using reactor with array of jets driving sediment towards trap |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: C12M 1/107 AFI20051017BHDE |
|
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GEA TDS GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: TUCHENHAGEN DAIRY SYSTEMS GMBH, 31157 SARSTEDT, DE Effective date: 20111028 |
|
R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20120120 |