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Optimierung von Mischprozessen für die Biogaserzeugung

Poster präsentiert bei der ProcessNet-Jahrestagung der Fachgruppen Kristallisation und Mischvorgänge, Magdeburg, 14./15.3.2013
 
: Lomtscher, Annett; Jobst, Karin; Deutschmann, Anne; Friedrich, Eberhard

:
Poster urn:nbn:de:0011-n-4175391 (217 KByte PDF)
MD5 Fingerprint: 3c922cc1e775b78ffbcd487d593110e9
Created on: 25.10.2016


2013, 1 Folie
ProcessNet, Fachgruppen Kristallisation und Mischvorgänge (Jahrestagung) <2013, Magdeburg>
German
Poster, Electronic Publication
Fraunhofer IKTS ()

Abstract
Neben einer optimierten Substratvorbehandlung hat vor allem die im Fermenter ablaufende Durchmischung einen entscheidenden Einfluss auf den entstehenden Biogasanfall. Eine wesentliche Voraussetzung ist, dass die dabei eingesetzte Rührwerkstechnik eine möglichst vollständige, homogene Mischung der Fermenterinhalte gewährleistet. Im praktischen Betrieb ist dieser Mischzustand jedoch nur mit einem sehr hohen energetischen Aufwand zu realisieren. Trotz Einbeziehung der numerischen Strömungssimulation bei der Bemessung von Rührsystemen kommt es insbesondere bei hochviskosen, nicht-Newtonschen Fluiden oftmals zu fehlerhaften Auslegungen. Neben einer unzureichenden Beachtung der granulometrischen Eigenschaften und der Schwierigkeit bei der Ermittlung der rheologischen Zustandsgrößen ist vor allem die Tatsache, dass bei diesen opaken, faserigen Stoffsystemen bisher kaum Möglichkeiten für eine umfassende experimentelle Bewertung des Mischzustandes gegeben sind, als Ursache zu sehen. Im Ergebnis dessen ist die Effizienz von Biogasreaktoren oft nur eingeschränkt vorhanden. Eigene Untersuchungen (FRAUNHOFER IKTS 20101) haben gezeigt, dass das aktiv durchmischte Reaktorvolumen in Biogasreaktoren zwischen 60 und 80 % beträgt. d.h. es werden nur etwa 75 % des Reaktors zur Biogaserzeugung genutzt. Auf der Basis der am Fraunhofer IKTS vorhandenen Prozess-Tomographie kann erstmalig eine Visualisierung und quantitative Bewertung von Mischprozessen opaker Systeme vorgenommen werden. Eine maßstabsgerechte Ausführung von Reaktorsystem und praxisrelevanten Rührsystemen als auch die Skalierung der eingesetzten Fasern und Partikel stellen die Grundlage für die experimentellen Untersuchungen mittels Prozess-Tomographie zur räumlichen Verteilung der zu mischenden Stoffsysteme sowie den sich im Fermenter ausbildenden Strömungsgeschwindigkeiten dar. Die umfangreiche Substratcharakterisierung der einzusetzenden Stoffe und die zusätzliche Einbeziehung von Fermentationsversuchen erfüllen die Voraussetzungen, um funktionale Zusammenhänge zwischen dem aktiv durchmischten Reaktorvolumen, dem sich ausbildenden Geschwindigkeitsfeld, den vorliegenden Stoffeigenschaften sowie der Biogasqualität und -quantität ableiten zu können.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-417539.html