PflanzenFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Innovative Rührtechnik in Biogasanlagen zur energieoptimalen Substrateinmischung bei flexibler Fütterung; Teilvorhaben 1: Entwicklung neuer Rührwerksgeometrien und Auslegungsmethodik zur Optimierung der Rühr- und Mischprozesse - Akronym: innoFlex

Anschrift
FH Münster - Fachbereich Maschinenbau - Labor für Strömungstechnik und Simulation
Stegerwaldstr. 39
48565 Steinfurt
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Hans-Arno Jantzen
Tel: +49 2551 962-743
E-Mail schreiben
FKZ
22042018
Anfang
01.10.2019
Ende
30.09.2022
Aufgabenbeschreibung
Rührsysteme in Biogas-Fermentern haben die Aufgabe, die Fermentersuspension schonend zu rühren, wirksam zu durchmischen und für ein ausgeglichenes Konzentrationsverhältnis der beteiligten Komponenten zu sorgen. In den rund 9.400 aktuell deutschlandweit betriebenen Anlagen wird in der Regel rein empirisch entwickelte Rührtechnik eingesetzt, wodurch sich ein erhebliches, bisher nicht nutzbares Optimierungspotential ergibt. Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die deutliche Steigerung des Methanertrages bei gleichzeitiger Senkung des Eigen-Energiebedarfes in Biogas-Fermentern. Zielsysteme sind dabei insbesondere bestehende aber auch neue Anlagen. Bei der Entwicklung einer Post-EEG-Strategie setzen Betreiber bestehender Anlagen zunehmend auf eine Flexibilisierung der Zufütterung. Hierbei werden vermehrt auch anfallende Rest- und Abfallstoffe sowie industrielle Abwässer eingesetzt, um wirtschaftlicher, effizienter und nachhaltiger agieren zu können sowie die Flächenkonkurrenz zu reduzieren. Vor diesem Hintergrund fokussiert sich das Projekt insbesondere auf die effiziente Vergärung stark variierender Substratzusammensetzungen. Erreicht wird dies durch drei Teilziele: Die Entwicklung einer neuen Generation von Rührwerken mit deutlich verbessertem Suspensionsverhalten bei gleichzeitig hohem Axialschub, eine substratabhängige Antriebsregelung in Kombination mit einem Online-Prozessmonitoring sowie eine neue Auslegungsmethodik zur Projektierung neuer und Optimierung bestehender Anlagen. Grundsatzuntersuchungen zum Impulseintrag in scherverdünnende Fluide sowie die Adaption der Tragflächentheorie herkömmlicher newtonscher Fluide auf die Rührwerksgeometrie im viskoplastischen Regime sind Bausteine einer streng algorithmischen Geometrieauslegung. Zur effizienteren und variablen Rührstrategie für den Einsatz bei sich häufig ändernden Substratzusammensetzungen wird eine neuartige Rührwerksregelung unter Einbindung robuster, alltagstauglicher Sensorsysteme entwickelt.
Stichworte
Biogas

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe