Herbst-Schlaufenreaktor

Funktionsweise

Der Herbst-Schlaufenreaktor besteht im Wesentlichen aus einem mesophilen und einem thermophilen Fermenter, deren Kombination die Biogasgewinnung aus Reisstroh mit hoher Effizienz ermöglicht. Der Prozess funktioniert folgendermaßen: Stroh wird nach der Zerkleinerung im Suspensionsreaktor mit Rezirkulat und ggf. zusätzlich Co-Substrat vermischt. Letzteres kann aus Schweine- bzw. Rindergülle bestehen und erhöht die Biogasproduktionsrate. Die entstehende Suspension hat einen Feststoffgehalt von >20 %  und wird in den mesophilen Fermenter des Schlaufenreaktors gepumpt. Hier erfolgt die biologische Umsetzung des Strohs zu Biogas während der thermophile Fermenter für den Aufschluss der Organik sorgt. Die hydraulische Verweilzeit im Schlaufenreaktor beträgt ca. 30 Tage. Danach erfolgt die Entwässerung des ausgegorenen Substrats in einer Schneckenpresse, wodurch ein Filterkuchen mit ca. 30 % Feststoffgehalt für Düngezwecke und ein Filtratwasser als Rezirkulat gewonnen wird. Ein Flüssiggärrest fällt nicht an.

Funktionsweise des Herbst-Schlaufenreaktors: Bei dem Verfahren werden ein mesophiler und ein thermophiler Fermenter kombiniert.

Auf diese Weise lassen sich 400 m³ Biogas mit 60 % Methan pro Tonne Trockenmasse (TM) Reisstroh erzeugen. Dabei wird ein vollständiger Abbau von Cellulose und Stärke im Schlaufenreaktor erreicht. Gegenüber den bestehenden Verfahren, bei denen Stroh in Biogas oder Biomethan umgewandelt wird, zeichnet sich der neu entwickelte Fermentationsprozess durch die nachstehenden Vorteile aus:

  • Geringer Energieverbrauch im Verlauf der Strohfermentation,
  • Maximale Systemtemperatur im thermophilen Fermenter unter 70 °C, somit ist in allen Prozessstufen nur ein niedriges Temperaturniveau erforderlich und BHKW-Abwärme nutzbar,
  • Hohe spezifische Biogasausbeute von ca. 400 m³ Biogas pro Tonne TM Stroh, mit einer Methankonzentration von 60 %,
  • Keine Abfallstoffe nach dem Fermentationsprozess,
  • Strohsubstrat kann auch allein in Form einer 100 %igen Strohsubstratsuspension eingesetzt werden,
  • Ungenutztes Stroh, also ein Abfallstoff, kommt zur Verwertung,
  • Atmosphärischer Systemdruck innerhalb der Fermenter,
  • Im Vergleich zu den bestehenden Strohverwertungsverfahren geringe Investitionskosten,
  • Effizienter Prozess mit kurzen Amortisationszeiten,
  • Die Nachrüstung vorhandener Biogasanlagen mit einem thermophilen Fermenter ist möglich!

Beispiel 500kWel

Zur Veranschaulichung der Massen- und Energieströme, ist in folgender Abbildung das Fließbild einer Beispielanlage gezeigt, die mit einer Reisstroh-Gülle-Cofermentation durchschnittlich 500kWel leistet.

Fließbild des Herbst-Schlaufenreaktor-Verfahrens für eine 500kWel Biogasanlage

Fliessbild_Schlaufenreaktorverfahren_500kW

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