Die richtige Temperatur im Fermenter

Die Temperatur ist ein wichtiges Umweltkriterium für die Aktivität der Bakterien im Fermenter. Die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage erhöht sich mit der richtig eingestellten Temperatur. Erfahren Sie was zu beachten ist.

Je höher die Temperatur ist, umso schneller kann der Stoffwechsel der Bakterien ablaufen. Je schneller der Stoffwechsel abläuft, umso schneller ist die Umsetzung des Substrates zu Methan. Die RGT-Regel besagt, dass sich die Umsetzungsgeschwindigkeit bei 10° Celsius verdoppelt.
Diesen Effekt macht man sich auf der Hydrolysestufe zu nutzen, damit der Fermenter dünnflüssiger wird: Arbeiten die Enzyme schneller, dann bauen sie die Rohfaser schneller ab. Dadurch wird der Fermenter dünnflüssiger und hohe Rührzeiten können reduziert und Schwimmschichten werden verhindert werden.
Thermophile Biogasanlagen produzieren nicht unbedingt mehr Methan. Denn in den meisten Biogasanlagen ist die Verweilzeit so lang, dass das Substrat auch bei langsamer Hydrolyse vollständig ausgast. Der am Anfang festgestellte Gasmehrertrag geht dann nach kurzer Zeit wieder zurückgeht.

Dickflüssige Fermenter sind das Ergebnis einer langsamen Hydrolyse.

Die Aussage „mein Fermenter ist dickflüssig, weil er xy % Trockensubstanz hat“ ist so nicht richtig. Die Viskosität hängt kaum mit dem Gehalt an Trockensubstanz zusammen. Beste Beispiele dafür ist Melasse oder Glycerin: Diese haben Trockenmassegehalten von 50-70 %, sind aber trotzdem gut fließfähig.
Ein Fermenter ist deshalb dickflüssig, weil die Hydrolyse die Rohfaser so langsam auflöst, dass sie genug Zeit hat Wasser aufzunehmen und zu quellen: Das macht den Fermenter dickflüssig.

Die richtige Fermentertemperatur.

Eine Temperatur zwischen 42° und 50° Celsius ist richtig.

• Temperaturen unter 40° Celsius führen zu einer extrem langsamen Biologie. Selbst Verweilzeiten über 100 Tage reichen dann nicht aus, um schwerer verdauliche Substrate in Methan umzuwandeln.
• Temperaturen über 50° Celsius vertragen nur ganz wenige Bakterienstämme, der Anlagenbetrieb wird dadurch sehr störanfällig. Ein häufiges Problem dabei ist die atypische Versäuerung.

Wichtig ist, dass Sie nicht auf die verbauten Temperatursensoren vertrauen:

1. Diese können an ungünstige Stellen verbaut sein, so dass die wahre Temperatur im aktiven Substrat eine ganz andere sein kann.
2. Außerdem ist deren Wert häufig fehlerbehaftet, weil die Kalibrierung nicht stimmt, Toleranzen von 2° Celsius sind keine Seltenheit.
   Liefern die verbauten Sensoren falsche Messwerte, dann müssen Sie diese nicht nachkalibrieren. Es reicht, wenn bekannt ist, dass die Temperatur abweicht. Denn deren wichtigste Aufgabe ist die Temperatur gleichmäßig zu halten.
3. Die verbauten Sensoren können auch einmal kaputt gehen, ohne das die Anzeige in der Kontrollwarte das anzeigt.

Deshalb ist das regelmäßige Nachmessen mit einem externen Thermometer sinnvoll, kontrollieren Sie die Temperatur mit einem externen Thermometer am besten am Überlauf des Fermenters.

Die Einstellung der für die Biogasanlage optimalen Temperatur.

Wir von energie+agrar empfehlen 50° Celsius. Die Hydrolyse ist schnell und der Fermenter sehr dünnflüssig: Das Gas entweicht leicht aus dem Fermentersubstrat und Sie können die Rührzeiten verringern.

Allerdings gibt es Ausnahmen:

• Die Biogasanlage ist an ein Wärmenetz angeschlossen und sie können die Wärme gut verkaufen. Dann ist es oft wirtschaftlicher bei 42° Celsius zu fahren und die eingesparte Wärme zu verkaufen. Fährt die Biogasanalage im Winter Volllast und die Rührfähigkeit des Fermenters kommt an die Grenzen, dann können Sie mit Enzymen oder Praebiotikum P immer noch wirtschaftlich nachhelfen.
• Die Heizanlage kann die Temperatur im Winter nicht halten und sie sinkt in den mesophilen Bereich. Die Bakterien können die großen Temperaturschwankungen nicht ausgleichen, sondern sie sterben ab und andere Bakterienstämme entwickeln sich. Der Übergang zwischen den beiden Temperaturbereichen erhöht den Substratverbrauch.
  Übrigens kann eine Anlage im auch im Mischbereich zwischen mesophil und thermophil nachhaltig und wirtschaftlich betrieben werden, wichtig ist das die Temperatur das ganze Jahr über gleichmäßig ist.
• Die Heizung ist zu klein dimensioniert. Um im thermophilen Bereich zufahren muss die Vorlauftemperatur der Heizung mehr als 70° Celsius betragen. Dadurch kann es passieren, dass vor allem Eiweiße, an den Heizrohren denaturiert und festbacken. Dadurch gelangt noch weniger Wärme in den Fermenter und das Problem vergrößert sich mit der Zeit.
• Die Biogasanlage wird sehr stickstofflastig gefüttert, so dass der Ammoniumstickstoffgehalt des Fermentersubstrates über 3,0 % in der Trockensubstanz liegt. Bei thermophilbetriebenen Fermentern führt die aufgrund des Ammonium/Ammoniakgleichgewichtes zu Problemene:

Ammoniumstickstoff und Ammoniak stehen im chemischen Gleichgewicht zueinander, je höher die Temperatur, umso mehr liegt das Gleichgewicht auf Seiten des Ammoniaks. Ammoniak ist ein Zellgift. Die Bakterien schützen sich davor, indem sie ihren Stoffwechsel reduzieren. Die Hydrolyse wird langsamer und der Fermenter wird dann trotz höherer Temperatur nicht dünnflüssig. Wollen Sie trotz eines hohen Ammoniumgehaltes die Vorteile eines thermophilen,  dünnflüssigen Fermenters nutzt, kann der Ammoniak durch unser Produkt Ammoniak-Binder 1.0 neutralisiert werden.