DE19633928A1

DE19633928A1 - Verfahren zur Hanffasergewinnung

Info

Publication number: DE19633928A1
Application number: DE19633928A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Winkler
Original assignee: WINKLER HANS PETER
Current assignee: WINKLER HANS PETER
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-02-26

Description

Stand der Technik

Die Erfindung entsprechend Anspruch stellt eine Lösung dar, wie frischer bzw. silierter ge häckselter Hanf unter Nutzung seines Biogaspotentials aufbereitet werden kann. Sie bietet damit die Möglichkeit einer kostengünstigen und somit wirtschaftlichen Faser und Energie trägerbereitstellung aus dem nachwachsenden Rohstoff Hanf. Nach langen Jahren des Ver bots des Hanfanbaus in der BRD wird Hanf z.Z. wieder als Quelle für Fasern, Öl etc. disku tiert. Übliche Bereitstellungsverfahren sind die Feldröste und die Silierung. Beide zielen auf die Fasergewinnung, vernachlässigen jedoch das vorhandene Energiepotential (Biogas) voll ständig.

Lösung

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beiliegenden Zeichnung nä her erläutert. Die Zeichnung stellt das Verfahrensprinzip dar, hinsichtlich der Geometrie der Container-Module werden keine verfahrenstechnischen Anforderungen gestellt, sie könnten also auch rund sein. Jeder einzelne Container-Modul ist so konstruiert, daß er als Biogasreak tor oder als Trockner genutzt werden kann. Die einzelnen Container-Module durchlaufen zy klisch folgende Verfahrensstufen:

Befüllung - Start Biogasreaktion - stabile Methanisierung - Trocknung - Entleerung.

Die mit Pos. 1.1-1.5 bezeichneten Container-Module werden einstufig, diskontinuierlich und mesophil (ca. 35°C) bei einem Trockensubstanzgehalt von 20-40% betrieben. Der Sickersaft der einzelnen Container-Module wird taktweise, in Abhängigkeit von der Struktur und der Konsistenz des Haufwerkes aus gehäckseltem Hanf (Größe 10-200 mm) abgezogen. Über einen gemeinsamen Sammelkanal werden die Sickersäfte dem Säurepuffer Pos. 2 zugeführt. Hier erfolgt die Einstellung eines Mischgehaltes an Nährstoffen und Methanbildnern. Dieses Mischprodukt dient als Perkolationsmedium und wird durch ein Verteilersystem über dem Inhalt der Container-Module Pos. 1.1 bis 1.4 versprüht. Der Container-Modul Pos. 1.1 wird durch diese Vorgehensweise in seinem Nährstoffangebot reduziert und in seiner Methanbild neranzahl erhöht. Zugleich wird das ökologische Fenster, daß bedingt durch das Starten der biochemischen Reaktion geöffnet wurde, durch die Methanbildnerspezies belegt, die sich in den Container-Modulen Pos. 1.2 bis Pos. 1.4 durchgesetzt hat. Eine zügige Überführung in einen stabilen Methanbildungsvorgang wird initiiert. Die Container-Module Pos. 1.2 und Pos. 1.3 befinden sich in der Phase der stabilen Methanbildung, d. h. die Nährstoffbereitstel lung und die Methanisierung befinden sich hinsichtlich der Reaktionsgeschwindigkeit in ei nem ausgewogenen Verhältnis. Im Container-Modul Pos. 1.3 erreicht die Methanbildneran zahl ihr Maximum. Der Sickersaft aus den Container-Modulen Pos. 1.2 und Pos. 1.3 ent spricht hinsichtlich seiner Zusammensetzung Nährstoffgehalt und Methanbildneranzahl dem des Säurepuffers. Im Container-Modul Pos. 1.4 wird das Nährstoffangebot durch das Per kolationsmedium erhöht, da die Nährstoffbereitstellung bereits abklingt. Die Gesamtverweil zeit des gehäckselten Hanfes im Reaktor kann hierdurch optimal eingestellt werden, ohne das dabei wesentlich die Biogasproduktionsrate (m³ Biogas/ m³ Faulraum) beeinflußt wird.

Das erzeugte Biogas wird nach kurzzeitiger Speicherung und Trocknung im Gasspeicher Pos. 7 dem Blockheizkraftwerk Pos. 3 zugeführt. Hier erfolgt die motorische Nutzung des Bioga ses. Die erzeugte Elektroenergie dient zum Betrieb der Anlage inklusive der Trocknung. Der mehr erzeugte Strom wird in ein öffentliches Netz eingespeist. Nebenprodukt der Strom erzeugung ist Wärme, die bei der Motorkühlung anfüllt. Ein Teil dieser Wärme 25-40% wird benötigt, um die Biogasanlage bei konstanten Bedingungen (35°C) zu betreiben. Die tech nische Umsetzung erfolgt mittels Wärmetauscher Pos. 5, zweier redundant geschalteter Heiß wasserpumpen Pos. 4 und den Behälterheizungen der Container-Module Pos. 1.1 bis 1.5.

Nach den biologischen Abbauvorgängen in den als Biogasreaktoren betriebenen Container-Modulen Pos. 1.1 bis 1.4 wird im Container-Modul Pos. 1.5 die Trocknung des Rückstandes durchgeführt. Der Zeitpunkt des Abbruchs des Aufschlußverfahrens für die Hanffaser ist we sentlich von der Größe des Häckselgutes abhängig. Wenn die gewünscht Qualität des Faser aufschlusses erreicht ist, wird die Zufuhr von Perkolationsflüssigkeit gestoppt. Anschließend erfolgt eine Trennung des Container-Moduls Pos. 1.5 vom Biogasstrang. Durch die gestoppte Perkolation sinkt der Flüssigkeitsstand im Reaktor. Nach ca. 24 Stunden wird die Zuleitung zum Sammelkanal des Säurepuffers Pos. 2 geschlossen. Die Druckleitung vom Gebläse Pos. 11 zum Container-Modul Pos. 1.5 wird geöffnet, gleichzeitig die Abluftleitung vom Container-Modul Pos. 1.5 zum Kondensatabscheider Pos. 13. Durch Zuschalten des Geblä ses Pos. 11 wird der Trocknungsvorgang initiiert. Am Wärmetauscher Pos. 10 wird eine Temperatur von 50-65°C eingestellt, dies garantiert einen sehr schonenden Trocknungsvor gang und abschließend einen Hygienisierungseffekt. Die Zwischenlagerung des Rohstoffes und des Finalproduktes erfolgt auf den Flächen Pos. 12.1 und 2.

Pos. 8 stellt eine Fackel bzw. die Anbindung an einen Spitzenkessel auf Gasbasis dar. Mit Pos. 6, zwei redundante Schmutzwasserpumpen, wird der Kreislauf von Säurepuffer einge stellt.

Erreichte Vorteile

1. Mit diesem Verfahren wird die dezentrale Hanffasergewinnung im bäuerlichen Be trieb möglich, denn die Größe der Anlage (ab 5**40 m³) und ihr einfaches Ver fahrensprinzip ermöglichen die Wertschöpfung vor Ort.

2. Das Energiepotential aus Hanf wird zusätzlich erschlossen.

3. Das Wärmepotential aus der motorischen Biogasnutzung wird im Trocknungsprozeß optimal genutzt.

4. Der Transport der Faser zur Weiterverarbeitung erfolgt bei sehr hohen Trockensub stanzgehalten.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von Hanffasern aus frischem bzw. siliertem Hanf, daß da durch gekennzeichnet, daß mindestens 5 separate baugleiche Container-Module, die jeder für sich ein eigenständiger Biogasreaktor und Trockner sind, über ein Sumpf produkt (Sickersaft) gekoppelt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die 5 separaten Con tainer-Module zeitversetzt und zyklisch nacheinander gestartet werden und sich da durch in 4 unterschiedlichen Reaktionsphasen der Biogaserzeugung und einer Trock nungsphase befinden.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung der Hanffaser aus dem eigenerzeugten Energiepotential (Strom und Wärme) des Faser aufschlusses erfolgt.