Anaerobe Fermentation

Während der Fermentation wird die verarbeitete Biomasse durch Mikroorganismen in einem kontrollierten Prozess unter Ausschluss von Sauerstoff und bei einer geeigneten Prozesstemperatur abgebaut. Dabei wird ein Teil der in der Biomasse enthaltenen organischen Stoffe zu Biogas umgesetzt, einem Gemisch aus hauptsächlich Methan (CH4) und Kohlenstoffdioxid (CO2).

Zu diesem Zweck verfügt die Forschungs- und Demonstrationsplattform über zwei separate Reaktorlinien mit jeweils drei Fermentern. Sie unterscheiden sich in ihren Fermentern der ersten Stufe, ihrer Betriebsweise und dem maximalen Trockensubstanzgehalt der Substrate. Eine Linie verfügt dabei – wie beispielsweise in der landwirtschaftlichen Anwendung üblich – in der ersten Prozessstufe über einen Rührkesselreaktor. Die zweite Reaktorlinie setzt an dieser Stelle, wie es in der Behandlung organischer Abfälle weit verbreitet ist, einen Pfropfenstromreaktor ein. Die zweite und dritte Prozessstufe sind in beiden Reaktorlinien jeweils als Rührkesselreaktoren ausgeführt.

Diese technische Konfiguration ermöglicht einen direkten Vergleich der Reaktorsysteme, der Biogasqualitäten und -mengen jeder Fermenterstufe sowie des Einflusses der hydrothermalen Vorbehandlung auf die Substrate. Darüber hinaus kann die Methanausbeute über die einzelnen Prozessstufen hinweg in Abhängigkeit von variierenden Prozessparametern bewertet werden. Unter Berücksichtigung wirtschaftlicher und ökologischer Aspekte dient die Analyse der Methanausbeuten über die Prozessstufen hinweg als Planungsgrundlage für die Prozessskalierung und die Ermittlung von Betriebspunkten.

2 Reactor lines (RL)
  • 5 identical continuously stirred-tank reactor reactors (CSTR),
  • 1 plug flow reactor PFR)
  • RL 1 in series with main digester (CSTR), post digester (CSTR) and digestate
  • storage (CSTR)
  • RL 2 in series with main digester (PFR), post digester (CSTR) and digestate
  • storage (CSTR)
  • Volume: CSTR 1000 L, PFR 500 L
  • Material: stainless steel (V2A)
  • Inner gas pressure (rel.): –15..15 hPa
  • Temperature: 25 – 70 °C
Gas storage
  • Central gas storage
  • Volume: 6 m³
Gas analysisquantitative for each reactor, qualitative: CH4, CO2, H2S, O2
Additive additionone peristaltic pump per line connectable to each digester

 

2 Reactor lines (RL) identical continuously stirred-tank reactor reactors (CSTR), 1 plug flow reactor PFR) RL 1 in series with main digester (CSTR), post digester (CSTR) and digestate storage (CSTR) RL 2 in series with main digester (PFR), post digester (CSTR) and digestate storage (CSTR) Volume: CSTR 1000 L, PFR 500 L Material: stainless steel (V2A) Inner gas pressure (rel.): –15..15 hPa Temperature: 25 – 70 °C
Gas storage Central gas storage Volume: 6 m³
Gas analysis quantitative for each reactor, qualitative: CH4, CO2, H2S, O2
Additive addition one peristaltic pump per line connectable to each digester

Projektzeitstrahl

Vertical Timeline
Beauftragung zum Forschungs- und Demonstrationsvorhaben durch BMVI28.08.2018 Kick-Off mit BMVI 27.02.2019 Auftaktmeeting 29.11.2019 Identifikation der biogenen Rest- und Abfallstoffe30.06.2019 Zuschlag der Ausschreibung Umwelt- und Ingenieurtechnik GmbHDresden (UIT)07.11.2019 Potentialanalysen abgeschlossen 12/2019 Eduktscreening Abschluss Entwurfsplanung Pilotanlage21.12.2020 Lieferung erster Anlagenteile 01/2021 Befragung von Akteuren zur Rohstoffverfügbarkeit- Leipziger Biokraftstoff- Fachgespräch „FortschrittlichesBiomethan als Kraftstoff“16.11.2021 Veröffentlichung der Eduktdatenblätter 04/2022 Interimslösung Halle 12 01/2022 Projekttreffen 23.03.2022 Start Aufbau/Baubeginn der Pilotanlage und sukzessive Inbetriebnahme aller Module31.05.2022 Produktion erstes Biogas innerhalb der Pilotanlage09/2024 Feierliche Inbetriebnahme und Workshop "Erneuerbares LNG im Verkehr"18.03.2025120 Gästen aus Forschung, Politik und Industrie Beginn Workshopreihe zur Nachnutzung über Projektzeitraum17.12.2024 Abschluss Kampagne mit Stroh und Rindergülle 12/2025