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Die Erfindung betrifft einen transportablen modular aufgebauten Fermenter mit in weiten Bereichen vorgebbarem Aufnahmevolumen, der sich optimal an die zur Verfügung gestellten Biomassemengen anpassen lässt und im Übrigen für solche Fermenter an sich übliche Baugruppen gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruchs umfasst.
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Fermenter der unter vorliegende Erfindung fallenden Art dienen der Vergärung von Biomasse, Reststoffen oder anderen biologisch abbaubaren Substraten, die sich zur Biogasvergärung eigenen. Solche Fermenter sind ein bedeutender Bestandteil einer komplexen Anlage zur Biogas und Stromgewinnung und finden zunehmend in landwirtschaftlich genutzten Gebieten Verwendung.
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Fermenter nach dem bekannten Stand der Technik bestehen üblicherweise aus in sich geschlossenen einzelnen Containern, die aus Stahlbehältern bestehen oder aus Mineralit aufgebaut sind, die nur durch einen Reihen- oder Parallelbetrieb durch Zusammenschaltung mehrerer solcher Container zu einer „modularen” Anlage ausgebaut werden können (siehe z. B.
WO 2013/039407 A1 ,
DE 10 2008 038 065 A1 ).
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Andere Vorschläge für einen modular erweiterbaren, respektive transportablen Fermenter sind bspw. in
DE 20 2010 000 437 U1 ,
DE 197 44 653 A1 und
DE 199 58 142 A1 beschrieben. Die dort angestrebte Mobilität ist jedoch nur durch die Zerlegbarkeit aller Einzelkomponenten des Fermenters bedingt. Der jeweilige Container, der den Fermeterinnenraum bildet, ist in sich grundsätzlich nicht zerlegbar und bildet so die größte Komponente des Gesamtfermenters mit vorgegebenem festem Volumen. Eine modulare Erweiterung solcher Anlagen gelingt, entsprechend deren Konstruktionsprinzip, ausschließlich durch eine Parallel- oder Reihenschaltung mehrere, einzeln vorgegebener Containerbaugruppen.
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Diesen vorgenannten Bauformen haftet der Nachteil an, dass sie auf ein einmal vorgegebenes aufnehmbares Biomassevolumen festgelegt sind. Nur ist der Biomasseanfall bei den Anlagenbetreibern durchaus sehr unterschiedlich, so dass die zur Verfügung stehenden Fermenterbehälter entweder zu groß oder zu klein bemessen sind. Eine Veränderung des Biomasseanfalls würde dann regelmäßig einen Neubau eines zutreffend passenden Behälters oder eine Erweiterung um einen solchen, respektive ein nutzloses Leerstehen eines Containersegments bedingen. Ein von vornherein an den jeweilig konkret vorgegebenen Bedarf problemlos anpassbares Fermentervolumen, das auch zerstörungsfrei demontiert und/oder verlagert und mit verändertem Aufnahmevolumen neu aufbaubar ist, ist nach dem Stand der Technik nicht bekannt.
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Weiterhin sind für einen völlig anderen Einsatzzweck nach dem Stand der Technik sogenannte GFK-Rohre (Glasfaserverbund Kunststoffe) bekannt, die in unterschiedlichen Längen, Wandstärken und Durchmessern gefertigt werden können. Derartige Rohre mit Durchmessern bis 4 m finden bspw. für Tunnelentwässerungen bereits seit längerem Verwendung (siehe Firmenprospekt der Fa. AMITECH Germany GmbH). Wie sonst bei derartigen Rohrleitungen ebenfalls üblich, ist ein Endabschnitt eines solchen Rohres gekröpft erweitert derart ausgeführt, dass in diesen Abschnitt ein weiteres Rohr mit seinem unerweiterten Ende einschieb- und dichtbar ist, so dass sich daraus längere Rohrleitungen aufbauen lassen. Die GFK-Rohrherstellung erfolgt grundsätzlich derart, dass Glasfasern auf Dorne gewickelt und mit bspw. Epoxidharz vergossen und verfestigt werden. Der Dorn wird nach der Harzaushärtung dem Rohr entnommen. Durch die vorgegebene Dornform können völlig unterschiedliche, von einer reinen Kreisform abweichende Rohrquerschnitte nach dem gleichen Prinzip gefertigt werden als auch unterschiedlich ausgeformte Rohrendabschnitte in einem Arbeitsgang angearbeitet werden. Die Herstellung vorstehend beschriebener GFK-Rohre ist gängiger Stand der Technik und bedarf deshalb an dieser Stelle keiner weiteren Ausführungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen transportablen Fermenter mit vorgebbaren Aufnahmevolumen zu schaffen, der sich bei Bedarf leicht in vorgegebene Module demontieren und mit ggf. geändertem Volumen an gleicher oder anderer Stelle wieder einfach aufbauen lässt.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der nachgeordneten Ansprüche.
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Zur näheren Erläuterung vorliegender Erfindung dienen folgende Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
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1 eine erste einfachste Ausführung eines Fermenters in Draufsicht,
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2 eine modifizierte zweite Ausführung des Fermenters mit grundsätzlich gleichen Einzelkomponenten, jedoch vergrößertem Fermentervolumen, ebenfalls in Draufsicht;
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3 ein gemäß vorliegender Erfindung zum Einsatz gelangendes GFK-Rohr,
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4 ein Kreissegment, gebildet aus einem GFK-Rohr nach 3
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5 einen Schnitt durch einen Fermenterrohrabschnitt mit weiteren zugehörigen Komponenten,
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6 eine vorteilhafte Art der Anbringung von speziellen Heizelementen an die Außenwand eines Fermenterrohrabschnitts,
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7 eine Detaildarstellung nach 6 und
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8 die Anbringung eines Stabrührwerks an einen Fermenter nach vorliegender Erfindung.
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Gemäß vorliegender Erfindung ist es wesentlich, dass der Fermenter durch eine in sich geschlossene Rohrbahn gebildet wird, wie es in 1 am einfachsten Beispiel einer ovalen Ringform in Draufsicht dargestellt ist. Im Beispiel beinhaltet diese zwei identische Rohrstücke 1 und zwei gekrümmte Rohrabschnitte 2, wobei alle genannten Rohrstücke vorteilhaft jeweils einseitig mit einem gekröpften Abschnitt 14 derart versehen sind, dass die jeweils anschließenden Rohrabschnitte mit ihrem ungekröpften anderem Ende zu einer in sich geschlossenen Rohrbahn zusammengesteckt und dichtend verbunden werden können. Sollte auf diese besonders vorteilhafte Art der Rohrverbindungen untereinander verzichtet werden, fallen auch andere Verbindungsmaßnahmen unter vorliegende Erfindung, bspw. die Anbringung von äußeren Rohrmuffen, solange die hier vorgeschlagene geschlossene Ringform des Fermenters nachgebildet wird.
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Um den Vorzug genannter Aufbauweise zu erkennen, soll zunächst auf die 3 und 4 verwiesen werden. Dort ist zunächst ein GFK-Rohr 1 dargestellt, wie es nach 1 zweifach zum Einsatz gelangt. Weiterhin zeigt 3, ohne Beschränkung auf die im Beispiel dargestellte Anzahl, sechs strichlinierte Schnittebenen entlang derer ein Rohr 1 in mehrere Segmente 11, 12, 13 geteilt wird. Diese Segmente 11 werden anschließend mittels für die GFK-Technologie bekannten und üblichen Laminiertechniken miteinander dauerhaft verbunden. Dazu können bspw. Glasfasermatten innen und/oder außen aufgebracht und vorteilhaft mit dem gleichen Kunstharz, wie dem zur Rohrherstellung verwendeten, bestrichen werden. Durch eine ebensolche Anbringung der verbleibenden Endstücke 12 und 13 wird ohne Materialverlust aus dem durchgängigen Rohr 1 ein 180°-Bogenrohrteilstück 2 erzeugt. Die jeweils gekröpften Abschnitte 14 ermöglichen ein Zusammenstecken der beschriebenen Komponenten vor Ort, wobei die ineinander gesteckten Bereiche ebenfalls vorteilhaft zumindest von Innen miteinander laminiert werden, so dass in Summe ein Fermenter nach 1 aufgebaut ist. Die vorstehend beschriebene Herstellungsweise ist die aus derzeitiger Sicht technologisch vorteilhafteste, da zur Herstellung eines geraden Rohrabschnitts etablierte Technologien zum Einsatz gelangen und zum anderen durch die Variabilität der angegebenen Schnittführung auch von einem 180°-Bogen abweichende Geometrien leicht herstellbar sind. Dadurch ist im Rahmen der Erfindung jedoch nicht ausgeschlossen, die erforderlichen Bogenstücke einstückig herzustellen und bei dem beanspruchten Fermentertyp einzusetzen.
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Analog zur vorbeschriebenen Weise ist in 2 beispielhaft ein erweiterter mäanderförmiger Fermenteraufbau dargestellt, der wiederum die beanspruchte, in sich geschlossene Rohrbahn zur Ausbildung eines Fermenters mit vergrößertem Aufnahmevolumen darstellt. Dieser beinhaltet über die identischen Teilabschnitte 1 und 2 im Beispiel noch Adapterrohrabschnitte 1a, 1b und 2a, deren Fertigung aber nach dem gleichen oben beschriebenen Prinzip erfolgt. Die gekröpften Endabschnitte werden, wie bei GFK-Rohren an sich ebenfalls üblich, gleich bei der Herstellung des GFK-Rohres durch Einlage eines Rohrrings auf genannten Dorn in einem Arbeitsgang erzeugt. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, auch unterschiedlich lange gerade Rohrabschnitte vorzuhalten, so dass gesonderte o. g. Adapterstücke 1a und 1b entfallen.
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Dass die zum Einsatz gelangenden GFK-Rohre nicht einen kreisrunden Querschnitt aufweisen müssen, ist in
5 verdeutlicht, die einen Schnitt durch einen rechteckig ausgeformten Fermenterrohrabschnitt mit verrundeten Ecken darstellt. Für diese und alle vorbeschriebenen Ausführungsformen gilt weiterhin, dass der gesamte Innenraum mit einer an sich ebenfalls bekannten, hier nicht gesondert bezeichneten Chemieschutzschicht versehen ist, die nur wenige Zehntel Millimeter stark zu sein braucht. Derartige Chemieschutzschichten an sich, sind aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt (siehe Ehrenstein, G. W./Pongratz, S,: Beständigkeit von Kunststoffen, Carl Hanser Verlag, München 2007 Bd. 2, S. 1178), weshalb diese hier nicht besonders auszuführen sind und fachgemäß entsprechend des zum Einsatz gelangenden GFK-Rohrmaterials zu deren Schutz vor z. B. aggressivem Ammoniak und Schwefel gewählt werden können. Dadurch, dass die Wandungsdicke des GFK-Rohres nur eine Stärke von ca. 10–15 mm aufweisen muss, um bei einem beispielhaften Rohrinnenquerschnitt von 2·2 m den statischen Belastungen gerecht zu werden, ist es durch das Wärmeleitvermögen des GFK-Materials möglich, die erforderlichen Heizelemente
3 am äußeren Rohrmantel vorzusehen und dennoch einen optimalen Wärmeeintrag auf das zu vergärende Substanzgemisch S zu erzielen. Es hat sich gezeigt und als zweckmäßig erwiesen, genannte Heizelemente
3 nur an den geraden Rohrabschnitten anzubringen, was eine fertigungstechnische Erleichterung darstellt, wenn diese Rohrabschnitte, wie durch die Erfindung angestrebt, bereits vollständig vorgefertigt ausgeliefert werden sollen. Diese Art der Heizungsanbringung weist gegenüber bekannten Fermenter-Bauformen den zusätzlichen Vorteil auf, dass im Innenraum des geschlossen aufgebauten Fermenters keine zusätzlichen Staustufen oder Substratabsatzmöglichkeiten, wie durch eine innwändig verlegte Rohrheizung bedingt, auftreten können. Ferner ist es ausgesprochen vorteilhaft, wenn die Heizungselemente
3 bei innwändiger Reinigung des Fermenters eben nicht zugänglich sind und damit auch die Gefahr ihrer Beschädigung dadurch ausgeschlossen ist. Im Rahmen der Erfindung ist die spezielle Art der Heizungsausbildung eine erfindungsgemäß besonders zu bevorzugende. Zur Ausbildung der erforderlichen Heizungsbereiche findet nämlich ein für einen völlig anderen Einsatzzweck konzipiertes Material namens PARABEAM (
DE 2054268 eine Marke der Fa. Parabeam Industrie- en Handelsonderneming B. V., NL) Verwendung. Dabei handelt es sich um ein Glasfasergewebe mit zwei Oberflächen zwischen denen stegartig sich aufrichtende Faserabschnitte vorgesehen sind, die bei Verfestigung mit einem Harz einen labyrinthartigen Zwischenraum zwischen den beiden Oberflächen bilden. Derartige Fasermatten sind im unverfestigten Zustand textilartig geschmeidig und lassen sich mit o. g. Laminiertechnologien auf den GFK-Rohraußenmantel anbringen und seitlich dichtend verschließen. Nach Aushärtung des Fasermaterials ist dieses anbohrbar und ermöglicht die Anbringung von Anschlussstutzen
32 für die Zu- und Abfuhr eines Heizmediums, wie in
7 beispielhaft an einem Ausschnitt angedeutet. Während des Fermenterbetriebs wird der labyrinthartige Zwischenraum in den Faserheizmatten
3 vom Heizmedium durchströmt. Weitere Details zur Festlegung des Heizmedienstroms sind zu
6 näher beschrieben.
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Weiterhin zeigt 5, wie der Fermenter im Betrieb mit einem vergärbaren Substratgemisch S befüllt ist. Die rechteckige, zu bevorzugende Querschnittsform bedingt dabei einen maximalen Befüllungsgrad mit dem Substratgemisch bei gleichzeitig größtmöglicher Oberfläche für den Gasaustritt in den Biogasraum 5. Um einen möglichst geringen Temperaturgradienten im gesamten Fermenter zu gewährleisten, wird dieser, einschließlich der vorgesehenen Heizelemente 3, mit einer die Fermenteroberfläche umfassenden thermischen Isolierung 6 umhüllt. Dafür können an sich bekannte Isoliermatten, bestehend aus Glas- oder Steinwolle o. ä. Verwendung finden, die sich in einfacher Weise auf- und abrollen lassen. Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung eines Materials, wie z. B. Glaswolle (mit einer Wärmeleitzahl λ von ca. 0,035 W/mK) für die Isoliermatten 6 eine Dicke von ca. 30 cm ausreichend ist, um selbst bei Minusgraden von –20°C Außentemperatur eine Temperatur im Innenraum des Fermenters von 50–55°C aufrecht zu erhalten. Es liegt im Rahmen der Erfindung, entsprechend andere Isoliermaterialien einzusetzen, die vorstehende Maßgabe erfüllen.
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In 6 ist eine spezielle Ausbildung der Heizelemente 3 schematisch dargestellt, die in besondere Weise eine weitere Homogenisierung des Wärmeeintrags in das zu vergärende Substratgemisch gewährleistet. In 5 ist gezeigt, dass die bevorzugt zu verwendenden Faserheizmatten U-förmig im unteren und seitlichen GFK-Rohrbereich und damit auf das Substratgemisch einwirkend anzubringen sind, so dass sie links und rechts oben Anschlussmöglichkeiten für Anschlussstutzen 32 für den Heizmedienvor- und -rücklauf bieten. Aus 6 ist weiterhin ersichtlich, dass es vorteilhaft ist, mehrere in sich jeweils geschlossene Faserheizmatten 31 vorzusehen, deren Vor- und Rückläufe 41, 42 für das Heizmedium zwischen benachbarten Fasermatten 31 jeweils alternierend über in 6 nicht bezeichnete Anschlüsse 32 angeschlossen sind, so dass eine Heizmediendurchströmung jeweils wechselseitig erfolgt, wie es die gegenläufig gerichteten Pfeile in 6 beispielhaft zeigen. Dadurch wird ein beidseitig der GFK-Rohrwandung im Wesentlichen gleichmäßiger Wärmeeintrag in das Substratgemisch S gewährleistet. Ein weiterer Vorteil einer solchen segmentierten Heizmittelausbildung besteht darin, dass beispielsweise bei einer Leckage eines einzelnen Heizelements 31 diesem zugeordnete, hier nicht dargestellte, Absperrventile lediglich geschlossen werden müssen, wohingegen die anderen Heizelemente 31 weiter funktionstüchtig bleiben, so dass auch in einem solchen Teilhavariefall der Vergärungsprozess im Fermenter fortgeführt werden kann. Ist ferner jedes der gesonderten Heizelemente 31 an der Unterseite mit einem Ablasshahn 33 versehen, kann sogar während des Fermenterbetriebs, nach Heizmedienentnahme aus diesem Teilbereich, eine Reparatur des leck geschlagenen Heizelements 31 erfolgen. Sollte auf die besonderen Vorteile der vorstehend beschriebenen Heizmatten verzichtet werden, fallen aber auch andere Heizelemente unter vorliegende Erfindung, solange sie in der hier beschriebenen Weise auf dem Fermenter angeordnet und betreibbar sind.
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Zum erfindungsgemäßen Gesamtkonzept des vorgeschlagenen ringbahnartig aufgebauten Fermenters gehört weiterhin, dass ein Medienumlauf des zu vergärenden Substratgemischs S innerhalb des Fermenters herbeigeführt wird, damit es zu keiner unerwünschten Abkühlung des Substratgemischs S in Bogenbereichen 2 kommt, die grundsätzlich nicht mit Heizelementen versehen sein sollten. Um dies zu gewährleisten, ist zusätzlich zumindest ein Stabrührwerk 7, bevorzugt in einem Krümmungsbereich des Fermenters gedichtet eingebracht, was zum einen eine Homogenisierung des Substratgemisches S bewirkt und dem Absetzen von Feststoffen am Fermenterboden entgegen wirkt, zum anderen aber zusätzlich für eine weitestgehende Gleichverteilung der Temperatur im Substratgemisch im gesamten Fermenter sorgt. Es wurde gefunden, dass intervallartige Einschaltungen (z. B. 20 min Betrieb, 15 min Pause, 20 min Betrieb usw.) eines solchen Stabrührwerks ausreichen, um einen permanenten Umlauf des Substrats und damit eine weitestgehend gleichmäßige Temperaturbeaufschlagung in den Zonen des Fermenters mit Heizelementen zu bewirken. Bei größeren Fermentern, bspw. solchen nach 2 können mehrere solcher Stabrührwerke 7 vorgesehen sein.
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Wo und wie ein solches Stabrührwerk 7 bevorzugt angeordnet und eingebaut ist, zeigt 8. Ein solches an sich ebenfalls bekanntes, aber ursprünglich nicht für die hier vorgeschlagene Art eines Fermenters konzipiertes Rührwerk kann bspw. von der Fa. SUMA Rührtechnik GmbH, D-87477 Sulzberg bezogen werden. Aus 8 ist ersichtlich, dass die Wirkrichtung des Propellers 71 des Stabrührwerks 7 besonders effektiv in Richtung eines langen Rohrabschnitts gerichtet ist, wozu das Rührwerk 7 selbst in einen gekrümmten Abschnitt (bspw. 2, 2a) einzubauen ist. Über eine übliche Dichtmuffe 73 wird das Rührwerk 7 von einem Motor 72 angetrieben. Da es ausreicht, um den gewünschten Substratmedienstrom aufrecht zu erhalten, die Rührwerke nur intervallmäßig zu betreiben, kann dies gegenüber bekannten Schneckenrührwerken, die in einem festen Container angeordnet sind und einem Dauerbetrieb unterliegen, eine energiesparendere Variante sein. Auch dieser mit einem Stabrührwerk 7 versehene Fermentermodul kann herstellermäßig vollständig vorgefertigt zur Auslieferung gelangen, so dass auch eine solche Moduleinheit nur, wie zu 1 und 2 beschrieben, verbaut werden muss, was geringste Anforderungen an den Anlagenerrichter stellt.
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Beispielhaft zeigt 8 weiterhin zum Betrieb eines Fermenters notwendige und zwingend vorgeschriebene Elemente zur Vervollständigung des gesamten Fermenters, die für sich aber keinen Neuheitsanspruch begründen und derartige Baugruppen auch Bestandteil anderer Moduleinheiten des erfindungsgemäßen Fermenters als der hier beispielhaft beschriebenen sein können. Dies sind beispielhaft: ein Mannloch 8 mit einer Berstscheibe 9 und eine Messstation 10. Es ist hier lediglich der Vorteil erkennbar, dass eine solch komplexere Bauform ebenfalls in einem erfindungsgemäßen Fermentermodulsegment bereits vorgefertigt zum Errichter der Anlage geliefert werden kann und dort nur noch die einzelnen Fermeterrohrabschnitte ineinander gefügt und verbunden werden müssen. Ein Trennen dieser Abschnitte und eine Erweiterung des Gesamtfermenters, respektive Neuaufbau an anderer Stelle ist ebenso problemlos möglich, indem dazu lediglich nach vollständiger Entleerung die Laminierungen in den Bereichen der Rohranschlussverbindungen aufgetrennt werden müssen, so dass dann, um im Beispiel der 1 zu bleiben, nur die Segmente 1 und 2 entnehmbar, umsetzbar und wieder aufbaubar sind. Einzig die Laminierungen an den getrennten Bereichen sind neu aufzubringen und ggf. an diesen Stellen die Chemieschutzschicht neu aufzutragen.
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Ein Fermenter nach 1 mit geraden Rohrstücken 1 einer Länge von 8 m und einem Querschnitt in der Größenordnung von 2·2 m ist in der Lage, ein verflüssigtes Substratgemisch in der Größenordnung von ca. 102 m3 bei einer Substratbefüllung von 80% des Gesamtinnenvolumens des Fermenters aufzunehmen. Ein mit gleichen Rohrgeometrien nach 2 gefertigter Fermenter nimmt bspw. nahezu die dreifache Substratmenge bei gleichem Befüllungsgrad auf. Es ist evident, dass mit Variation der Grundrohrgeometrie und Variation der gesamten in sich geschlossenen Rohrbahn eine nahezu beliebige Variationsbreite des aufzunehmenden Substratgemisches nach Kundenvorgabe in einfacher und gleicher Weise vorhaltbar ist, ohne dass, wie nach dem Stand der Technik üblich, jeweils Sonderanfertigungen der Fermenter erfolgen müssen, da hier gleiche Rohrgeometrien zum Einsatz gelangen. Durch die Möglichkeit, geschlossene Ringbahnen in vielfältiger Weise geometrisch auszubilden (die 1 und 2 sind, wie gesagt, nur beispielhafte Anordnungen), können erfindungsgemäße Fermenter auch an ungünstigen örtlichen Gegebenheiten errichtet und angepasst werden, wo der Aufbau gängiger Fermenter nach dem Stand der Technik ausgeschlossen wäre.
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In den 1 und 2 sind beispielhafte Fermenterringbahnen in Draufsicht dargestellt. Die Kreislaufebene im Fermenter ist optimaler Weise nahezu waagerecht, da so eine maximale Oberfläche zum Austreten des Gases aus der Substratflüssigkeit ausgebildet ist. Bevorzugt ist der gesamte Fermenter aber nicht genau in der Waage ausgerichtet, sondern über eine Schrägachse leicht gekippt, so dass bevorzugt eines der Bogensegmente den höchsten Punkt der Anlage bildet. Eine Höhendifferenz von wenigen Zentimetern ist dabei ausreichend. Zumindest an diesem höchsten Punkt der Anlage wird in das Winkelstück des Fermenters der Gasdom, wie in 8 skizziert, eingebaut. Dieser ragt ungefähr 50–60 cm über die Oberkante des Fermenters hinaus und unterteilt sich prinzipiell in zwei Bereiche: Auf der einen Seite ist das sogenannte Mannloch 8, über das das Personal ggf. in den Fermenter einsteigen kann. Dieses Mannloch 8 ist mit einer gasdichten Berstscheibe 9 mit mechanischem Verschluss verriegelt. Öffnet man die Verriegelung, so hat man freien Zutritt in das Innere des Fermenters. Sollte aus irgendwelchen Gründen weder die Gasabsaugung noch eine vorgeschriebene Fackel bei steigendem Gasdruck ansprechen, so drückt es die Berstscheibe 9 bei einem vordefinierten Druck aus ihrer Dichtung, damit der Gasdruck nicht zum Bersten des gesamten Fermenters führt. Normalerweise wird aber das produzierte Biogas kontinuierlich abgesaugt. Da es leichter als Luft ist, sammelt es sich i. d. R. am höchsten Punkt der Anlage. Sollte die Gasabsaugung einmal defekt sein, ist eine Fackel mit piezzoelektrischem Zünder vorgeschrieben. Das heißt, wenn der Gasdruck einen vordefinierten Wert erreicht, öffnet sich ein elektrisches Ventil bei der Fackel, wodurch das Biogas durch die Fackel entweichen kann und der Zünder entzündet das Gas, da verbranntes Biogas wesentlich umweltverträglicher ist, als unverbranntes. Sollte die Fackel versagen, spricht die Berstscheibe an. Direkt neben dem Mannloch ist eine Box, in der sich eine Vielzahl von Meßgeräten befinden. Durch die Wand der Box und des Fermenters sind in gasdichtem Durchgang die Sensoren und Meßfühler aus dem Gasraum des Fermenters mit den Meßgeräten in der Box verbunden. Hier wird z. B. der Gehalt von Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Stickstoff, Kohlendioxyd sowie der Druck, der Feuchtigkeitsgrad sowie die Temperatur des Biogases gemessen. Entsprechend dieser Parameter wird die gesamte Anlage gesteuert. Die Steuerung selbst ist aber eine gesonderte Einheit und zumeist getrennt vom Fermenter angeordnet. Vorstehende Baugruppen sollten der Vollständigkeit nur erwähnt werden, da sie zwingend zu jedem Fermentertyp gehören und somit auch beim erfindungsgemäßen Fermenter, ohne Begründung eines gesonderten Schutzes darauf, zum Einsatz gelangen.
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Der erfindungsgemäß vorgeschlagene Fermentertyp ist im vollständigen und in Betrieb befindlichen Aufbau zwar thermisch isoliert und durch eine nicht dargestellte Abdeckung witterungsgeschützt, es entsteht jedoch kein Raum, der, im Gegensatz zu bekannten Fermentern nach dem Stand der Technik, einen zusätzlichen Explosionsschutz erforderlich machen würde, was einen weiteren Vorteil des hier vorgeschlagenen Fermenters darstellt, der sich somit sehr kostengünstig herstellen lässt. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil der hier vorgeschlagenen Modulbauweise besteht in der Größe des größten Einzelmoduls des Fermenters, der durch das längste gerade GFK-Rohr bestimmt ist, was sich problemlos auf Landstraßen transportieren lässt, im Gegensatz zu bekannten voluminösen Fermenter-Containern, die i. d. R. Spezialtransporter erfordern, so sie vollständig montiert zur Auslieferung gelangen.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a, 1b
- gerades Kunststoffrohr (GFK-Rohr)
- 11, 12, 13
- winklige (Rohr)Segmente
- 14
- gekröpfter (Rohr)Abschnitt
- 2, 2a
- gekrümmte Rohrabschnitte
- 3, 31
- Heizelemente – Parabeam-Matten
- 32
- Anschlussstutzen
- 33
- Ablasshahn
- 41, 42
- Vor- und Rücklauf
- 5
- Biogasraum
- 6
- thermische Isolierung
- 7
- Rührwerk-Stabrührwerk
- 71
- Propeller
- 72
- Motor
- 73
- Dichtmuffe
- 8
- Mannloch
- 9
- Berstscheibe
- 10
- Messstation
