DE202019000670U1

DE202019000670U1 - Abdeckmaterial für Biomassen

Info

Publication number: DE202019000670U1
Application number: DE202019000670.2U
Authority: DE
Original assignee: Agrophil GmbH
Current assignee: Agrophil GmbH
Priority date: 2019-02-12
Filing date: 2019-02-12
Publication date: 2019-03-04
Anticipated expiration: 2029-02-13

Abstract

Abdeckmaterial für Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmaterialaus einer Mischung von mindestens zwei wasserlöslichen Komponenten A und B besteht, wobei Komponente (A) eine Alginat- oder Carrageenat- Lösung und Kompente (B) eine Calciumsalz- Lösung umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abdeckmaterial für Biomassen, insbesondere für Biogasanlagen.
Bisher werden Biomasselager mittels Folien abgedeckt, die zur wirksamen Abdichtung häufig in mehreren Lagen angeordnet sind. Zum Einsatz kommen Folien aus Kunststoff, wie beispielsweise Polyethylen. Derartige Folien sind bei entsprechender Dicke von mindestens 200 µm ausreichend gasdicht. Sie müssen den bei biochemischen Reaktionen sowie durch Sonneneinstrahlung auftretenden Temperaturen von bis zu ca. 80°C standhalten und dabei hohe Festigkeits- und Elastizitätswerte aufweisen, um Umwelteinflüssen standzuhalten. Weiterhin ist die Beständigkeit gegen die bei der biochemischen Umsetzung durch Gärung entstehenden Säuren erforderlich. Die Anforderungen, insbesondere des Ausschlusses von Luftsauerstoff, werden zum Teil nur unzureichend erfüllt, da beispielsweise bei der Abdeckung der Biomasse durch Unebenheiten der Oberfläche Lufteinschlüsse zwischen Abdeckfolie und Biomasse entstehen, welche die gewünschten anaeroben biochemischen Prozesse behindern oder sogar partiell vollständig ausschließen Erhebliche Probleme bereitet das Abdecken sehr großer Biomasselager, da Folien nur in begrenzter Breite zur Verfügung stehen. An Überlappungsstellen von Folien ist der Zutritt von Luft in der Praxis nicht auszuschließen. Zum Abdecken eines Lagers von beispielsweise 4.000 m² Flächenausdehnung beträgt die Masse einer Folie bereits 800 kg bis 1.000 kg. Das Aufbringen und Ausbreiten der Folien ist daher nur mit großem Personaleinsatz und schwerer Technik möglich. Zusätzlich müssen die Folien beschwert werden, um dem Abdecken und der Zerstören der Freilager durch angreifenden Wind vorzubeugen. Dazu dienen in der Regel schwere Sandsäcke von ca.30 kg Gewicht. Pro 1.000 m² Biomasselager sind dafür ca. 1.500-1.700 Sandsäcke oder andere Beschwerungsobjekte, wie zum Beispiel Altreifen mit einem Gesamtgewicht von etwa 50 t erforderlich. Der Trend geht bereits zu noch größeren Biomasselagern, die mit herkömmlichen Foliensystemen praktisch nicht mehr mit vertretbarem Aufwand abdeckbar sind. Ein weiteres Problem ist das Separieren und Entsorgen der Kunststoff-Folien im Zuge des Verwertens der Biomasse. Die Biomasse wird an einer Seite eines Lagers beginnend sukzessive entnommen und in einer Biogasanlage verwertet. Die Abdeckung muss dabei täglich über einer Breite der Biomasse von oft mehr als 15 m zurückgeschlagen und abgetrennt werden. Diese Arbeit ist nur manuell ausführbar. Dabei hat die Anschnittfläche oft eine Höhe von mehr als 10 m und kann zum Schutz vor Absturz der Arbeitskräfte nicht gesichert werden. Das Arbeiten auf einem derartigen Biomasselager ist somit sehr aufwändig und gefährlich. Weiterhin bereitet das Verwerten der entfernten alten Folienabdeckung erhebliche Probleme, da die Folie durch anhaftende Biomasse verunreinigt ist und deshalb häufig entsorgt werden muss. Das Entsorgen verbrauchter Abdeckfolie ist daher auch mit erheblichen Kosten verbunden. Bekannte Abdecksysteme für Biomasselager erfordern folglich einen erheblichen personellen, finanziellen und zeitlichen Aufwand zum Herstellen der Abdeckung, für das Handling der Folien, der Folienbeschwerung sowie beim Entsorgen und sind daher nicht zufriedenstellend.
Erfindung gemäß DD 286 734 A5 betrifft ein Verfahren zur Abdeckung von Vorratslagern, insbesondere von Grobfuttersilos. Dabei wird ein textiles Netzgewirk bzw. -vlies auf dem bevorrateten Gut ausgebreitet und darauf eine pumpfähige Wasser-Asche-Suspension aufgetragen.
Die DE 202016100735 U1 beschreibt eine Schutzmatte zum Schutz von Silage mit einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht, wobei sich die zweite Schicht über wenigstens einen Abschnitt der ersten Schicht erstreckt und mit der ersten Schicht entlang wenigstens einer geschlossenen Kontur zusammengesetzt ist. Jede geschlossene Kontur definiert ein Fach oder Abteil zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht, wobei jedes Fach oder Abteil derart ausgestaltet ist, dass es in der Lage ist, ein Beschwerungsmaterial zu enthalten und dieses in dem Fach oder in dem Abteil zurückzuhalten
Die DE 202011108678 U1 betrifft ein Abdecksystem für die Konservierung von Biomaterial (Silage) mit minimal erforderlicher Anzahl von Abdeckplanen, reduziertem Arbeitsaufwand und ohne zusätzliche Beschwerungsmittel. Das Abdecksystem zum Schutz und zur Konservierung landwirtschaftlicher Produkte, wie Biomaterial zur späteren Verwendung oder zur Teilentnahme besteht aus mindestens 2 Lagen, wobei die untere Lage als luftdichter Verschluss und die obere Lage als Schutzplane wirkt, und die obere Lage als Vlies ausgebildet ist, das mittels Klettband verschließ- und fixierbar ist
Die Erfindung gemäß DE 10 2012 223 915 A1 offenbart eine Silageabdeckung sowie ein Verfahren zur Silageabdeckung, die einfach zu handhaben ist sowie einen zuverlässigen Schutz der Silage ermöglicht. Die Silageabdeckung umfasst mindestens eine Vliesstofflage und mindestens eine Gewebelage, wobei die Vliesstofflage und die Gewebelage miteinander zu einer mindestens zweilagigen Einheit verbunden sind.
Die DE 10 2009 052 948 B4 betrifft eine Silageabdeckung, die wenigstens aus zwei Lagen besteht, wobei eine innere dem Silo zugewandte erste Lage aus einer ein- oder mehrschichtige Kunststofffolie mit einer Sauerstoffdurchlässigkeit nach DIN 53380-3 bei 23°C und 50% relativer Feuchte von höchstens 500 cm³/(m²d) und mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit nach ISO 15106-3 bei 23°C und 85% relativer Feuchte von wenigstens 5 g/(m²d) besteht und darauf mindestens eine über der inneren Lage liegende und von der inneren Lage getrennte oder leicht trennbare oder sich auf dem Silo selbst abtrennende zweite Lage angeordnet ist, die zu wenigstens 70 Gew.-% aus Materialien aus der Gruppe Polyethylen, Polypropylen, Copolymerisate aus Ethylen und anderen Vinylmonomeren sowie Copolymerisate aus Propylen und anderen Vinylmonomeren besteht.
Im Agrarsektor werden Agrarfilme für eine effizientere und damit ressourcenschonendere Landwirtschaft eingesetzt. Deren verwendete Menge wächst stetig, da eine Steigerung der Effizienz und bessere Ausnutzung von Ressourcen gewünscht ist. Insbesondere polymere Materialen in Form von Polymerfilmen werden im Agrarsektor als Agrarfilme eingesetzt. Die Verwendung von derartigen Polymerfilmen im Agrarsektor als Agrarfilme, ist beispielsweise in Elsayed M. Abdel-Bary, Handbook of Plastic Films, Rapra Technology Limited, Kapitel 10, Applications of Plastic Films in Agriculture, Seiten 263 bis 284 beschrieben. Agrarfilme werden beispielsweise als Abdeckung für Gewächshäuser, als Mulchfilme, als Silagefilme und beispielsweise als Verpackung für Bäume eingesetzt. Typische Polymere, aus denen die Agrarfilme hergestellt sind, sind low-density Polyethylen (LDPE), Ethylenvinylacetat (EVA) und linearlow-density Polyethylen (LLDPE). Darüber hinaus ist die Verwendung von Polyamid 6 (PA 6) sowie Polyamid 6/6.6 (PA 6/6.6) für Agrarfilme in der Literatur beschrieben.
Die WO 2018 050 485 A1 betrifft eine landwirtschaftliche Folie (AF), die mindestens ein Copolyamid enthält, wobei das Copolyamid durch Polymerisieren von mindestens einem Lactam und einer Monomermischung (M) hergestellt wird. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung der Agrarfolie (AF) und die Verwendung der Agrarfolie (AF) als Mulchfolie, Silagefolie, Gewächshausfolie oder Silofolie .Der Agrarfilm (AF)enthält mindestens ein Copolyamid, hergestellt durch die Polymerisation

• 5 bis 99 Gew.-% mindestens eines Lactams,
• (B) 1 bis 95 Gew.-% eines Monomergemischs (M), das die Komponenten (B1) mindestens eine C32-C4o-Dimersäure und
• (B2) mindestens ein C4-Ci2-Diamin enthält,

Die EP 1 998 955 B1 betrifft ein Abdeckmaterial für Biomasse und ein Verfahren zu dessen Herstellung, bei dem mindestens zwei Komponenten A und B vermischt und anschließend auf die Biomasse aufgetragen werden, wobei Komponente A ein Öl tierischer oder pflanzlicher Herkunft und ein Alginat und Komponente B eine wässrige Latexdispersion oder/und in Wasser gelöstes Protein umfasst. Unmittelbar vor dem Auftragen des Materials auf Biomasse werden die Komponenten A und B miteinander vermischt und auf die Biomasse aufgetragen.
Im Falle des Einsatzes dieser Produkte auf Silagen von Biogasanlagen sind diese jedoch nicht zulässig, da Naturlatex kein Stoff ist, der nach der Düngemittelverordnung in Düngemitteln vorkommen darf. Da der Gärrest als Wirtschaftsdünger genutzt werden soll, kann ein solches Produkt nicht eingesetzt werden.
Aufgabe dieser Erfindung ist es nun, eine biologisch abbaubare Abdeckung zu finden, die Düngemittelkonform, die den Anforderungen insbesondere des Ausschlusses von Luftsauerstoff auch bei großen Biomassenlagern gewachsen ist und keine zusätzlichen Beschwerungsobjekte benötigt
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Abdeckmaterial für Biomassen gelöst, das aus einer Mischung von mindestens zwei, in wasserlöslichen Komponenten A und B besteht, wobei die Komponente A eine Alginat-,Carrageenat- oder Furcellaran-Lösung und die Kompente B eine Calciumsalz- Lösung , die Calciumchlorid, Calciumacetat oder Calciumlactat enthalten kann. Die Alginat- Lösung kann ein Kaliumalginat, Natriumalginat oder Ammoniumalginat und die Carrageenat- Lösung kann ein Kalium-K-carrageenat, Natrium-K-Carrageenat , Kalium-I-Carrageenat oder Natrium-I-carrageenat enthalten. Auch eine Mischung aus Alginat- und Carrageenat- Lösungen kann eingesetzt werden. Die Komponente A als Alginat, Carrageenat, Furcellaran, Agar-Agar oder Propylenglykolalginat- Lösung werden in Massenanteilen von 0,5 - 5 % und die Komponente B als Calciumsalze werden in von 0,5 bis 10% Massenanteil in Wasser gelöst und getrennt voneinander mit zwei Düsen auf die Oberfläche der Silage gesprüht oder mit Hilfe eines statischen Mischers vor einer Düse gemischt und dann auf die Silage gesprüht. Eine solche Abdeckung entsteht in Form eines unlöslichen Gels dann, wenn eine Natriumalginat oder K-oder I- Carrageenat-Lösung oder auch Furcellaran, Agar-Agar und Propylenglykolalginat , mit einer Lösung eines Calciumsalzes (z.B. Calciumchlorid, Calciumacetat oder Calciumlactat) gleichzeitig mit zwei Düsen auf die Oberfläche der Silage gesprüht wird. Die Calciumsalze der Alginate und Carrageene bilden in Wasser unlösliche Gele, die zur Abdeckung von Silagen oder anderen Oberflächen dienen können. Im Falle der Carrageene bleiben die Gele auch elastisch und verspröden nicht, wie dies im Falle der Alginate vorkommen kann. Die beiden Komponenten können auch mit Hilfe eines statischen Mischers vor einer Düse gemischt werden und dann auf die Silage gesprüht werden. Der Komponente A kann weiterhin zur Stabilisierung und zur Verzögerung der Austrocknung Johannisbrotkernmehl, Guarkernmehl, Traganth, Gummi arabicum, Xanthan, Karaya, Tarakernmehl, Gellan, Pektin zugegeben werden. Die Lösung des Calciumsalzes kann außerdem mit Milchsäure versetzt werden, so dass die Abdeckung ebenso stabilsiert wird, wie die Silage selbst.
Der Alginat-Lösung und der Calciumsalz- Lösung kann noch ein Düngemittel oder Flüssigsubstrat und der Alginat- Lösung Samen von z.B. Winterportulak oder anderen Pflanzen zugegeben werden, die bei unter 12° C keimen. Dies hat zur Folge, dass die Silage noch bewächst und so die Abdeckung weiter stabilisiert wird. Diese Abdeckung ist biologisch abbaubar und Düngemittelkonform.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DD 286734 A5 [0003]
DE 202016100735 U1 [0004]
DE 202011108678 U1 [0005]
DE 102012223915 A1 [0006]
DE 102009052948 B4 [0007]
WO 2018050485 A1 [0009]
EP 1998955 B1 [0010]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53380-3 [0007]
ISO 15106-3 [0007]
M. Abdel-Bary, Handbook of Plastic Films, Rapra Technology Limited, Kapitel 10, Applications of Plastic Films in Agriculture, Seiten 263 bis 284 beschrieben [0008]

Claims

Abdeckmaterial für Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmaterialaus einer Mischung von mindestens zwei wasserlöslichen Komponenten A und B besteht, wobei Komponente (A) eine Alginat- oder Carrageenat- Lösung und Kompente (B) eine Calciumsalz- Lösung umfasst.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Alginat - Lösung ein Kaliumalginat ,Natriumalginat oder Ammoniumalginat enthält.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Carrageenat- Lösung ein Kalium-K-carrageenat , Natrium-K-Carrageenat , Kalium-I-Carrageenat oder Natrium-I-carrageenat enthält.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A aus einer Furcellaran- oder Agar Agar- Lösung besteht.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalz- Lösung ein Calciumchlorid, Calciumacetat oder Calciumlactat enthält.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A in Massenanteilen von 0,5 - 5 % und die Komponente B in Masseanteilen von 0,5 bis 10% Massenanteil im Wasser enthalten ist.
Abdeckmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponente A Johannisbrotkernmehl,Guarkernmehl, Traganth, Gummi arabicum, Xanthan, Karaya, Tarakernmehl, Gellan, Pektin, zur Stabilisierung und zur Verzögerung der Austrockung zugegeben ist.
Abdeckmaterial nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdeckmaterial aus den wasserlösliche, auf die Silage getrennt durch zwei Düsen oder mittels statischen Mischer vermischt durch eine Düse aufzutragende Komponenten (A) und (B) besteht.