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Den Fermenter richtig rühren.

Den Fermenter richtig rühren.

Auswertungen zeigen, das der Eigenstromverbrauch der Biogasanlagen zwischen 5 und 9 % ausmacht und damit ein großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Biogasanlage hat. Die Rührwerke haben etwa einen Anteil bis 50% am Eigenstromverbrauch, deshalb sollten sie auch Ihre Aufgaben erfüllen.
Denn 1% mehr oder weniger macht bei 500 kW Leistung schnell bis zu 5000 € mehr oder weniger Gewinn pro Jahr aus.

Die Aufgaben der Rührwerke

Beim Rühren gilt: Viel hilft, leider nicht. Denn das treibt nur die Stromrechnung in die Höhe und kann außerdem die Zusammenarbeit der Bakterien behindern. Deshalb gilt eher: Soviel wie nötig und so wenig wie möglich.
Dabei haben die Rührwerke drei Aufgaben:

  1. Verteilen des Substrates für die Bakterien.
    Meistens wird einmal pro Stunde das Substrat in den Fermenter eindosiert. Während dieser Zeit sollte gerührt werden, damit sich das Substrat gleichmäßig im Fermenter verteilt und alle Bakterien damit versorgt werden. Gleichzeitig verhindert ein ausreichend dimensioniertes und in die richtige Richtung drehendes Rührwerk, dass sich Substrat unterhalb des Substrateinlasses absetzt und einen Futterberg bildet.
    Vorteilhaft ist es, wenn einige Minuten vor dem Füttern die Rührwerke schon laufen, sodass sich der Fermenterinhalt dreht, bevor das Substrat eindosiert wird. Nachdem Füttern sollte es noch einige Minuten weiterlaufen.
    Ist die Fütterungszeit 10 Minuten und wird vorher und nachher noch jeweils zwei Minuten gerührt, dann ist die Rührzeit 14 Minuten lang. Damit verbrauchen die Rührwerke bei 500 kW Anlagenleistung schon gut 5 kWh pro Fütterung und gut 40.000 kWh pro Jahr, je nach Strompreis sind das gut 10.000 €
  2. Die Temperatur im Fermenter gleichmäßig verteilen.
    Die Fermentertemperatur ist sehr wichtig für die Bakterien und sollte möglichst gleich im Fermenter sein. Deshalb muss sich der Fermenterinhalt drehen, damit die Wärme von den Heizleitungen abgenommen wird und sich gleichmäßig verteilt. Die Rührzeit während der Fütterung reicht dafür normalerweise aus.
  3. Das Biogas aus dem Fermentersubstrat austreiben, sodass der Fermenterfüllstand gleich bleibt.
    Ist das Fermentersubstrat dickflüssig, dann kann das Biogas nur sehr schwer entweichen. Es bleibt im Substrat hängen und der Fermenterfüllstand steigt an. Wird dagegen nichts unternommen fließt das Fermentersubstrat in die Gasleitungen und sprengt die Überdrucksicherung. Deshalb sollte, wenn dieser Effekt auftritt, noch einmal kurz zwischen den Fütterungen gerührt werden. Reichen 5 Minuten aus, dann beträgt die Gesamtrührzeit in der Beispielanlage 19 Minuten.

Erfassen des Stromverbrauchs

Bevor jetzt wild die Rührzeiten verändert werden, sollte zunächst einmal der der momentane Stromverbrauch der Rührwerke erfasst werden. Ist kein Verbrauchsmesser an den Rührwerke verbaut reicht ein Ampermeter aus.
Die elektrische Leistung für Drehstrommotoren berechnet sich nach der Formel:
Leistung (Watt) = Stromstärke (Ampere) x Spannung (Volt) x 1,73

Die Voraussetzung für kurze Rührzeiten

Je dünnflüssiger der Fermenterinhalt ist, umso weniger muss gerührt werden. Das liegt einmal an der Konvektionsströmung. Konvektionströme entstehen, weil das Substrat an der Heizung Wärme aufnimmt und aufsteigt. Außerdem sorgt das entweichende Biogas in einem dünnflüssigen Fermenter für eine automatische und kostenlose Durchmischung.

Fermenter mit Eigenbewegung

Wichtig ist, die Dünnflüssigkeit des Fermenters hat wenig mit dem Trockenmassegehalt zutun: Glycerin oder Melasse haben hohe Trockenmassegehalte sind aber dennoch dünnflüssig. Die Dünnflüssigkeit hängt vielmehr mit der Schnelligkeit der Hydrolyse zusammen. Je schneller Cellulose, Hemicellulose, Stärke und Pektine gespalten werden, umso weniger können sie Wasser aufnehmen und quellen und der Fermenter bleibt dünnflüssig.
Die Schnelligkeit der Hydrolyse ist temperaturabhängig, je höher die Temperatur umso schneller können die bakterieneigenen Enzyme das Substrate aufspalten.

Noch viel wichtiger ist, dass die Hydrolysebakterien hemmungsfrei Enzyme produzieren können. Unsere Erfahrungen haben gezeigt, dass der Hauptgrund für unzureichende Enzymproduktion ein Mangel an bakterienverfügbaren Spurenelementen ist. Deshalb ist der erste Schritt für eine dünnen Fermenter für ausreichende Versorgung zu sorgen.

Wir empfehlen den Einsatz von Spurenelementmischungen, die nicht mit Hilfe des Komplexbildners EDTA hergestellt worden sind. EDTA ist von den Bakterien nur schwer aufzuspalten, die biologische Halbwertszeit beträgt im aeroben Bereich gut 28 Tage. Deshalb können die Bakterien im Fermenter das eingelagerte Spurenelement kaum erreichen. Spurenelementmischungen auf EDTA-Basis werden häufig ohne Gefahrstoffkennzeichnung GHS07 vertrieben. Spurenelementmischungen ohne EDTA erkennt man am Gefahrensymbol GHS 08.

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