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Biomasse besser vermischen

Projekt der FH Münster sucht nach dem optimalen Rührwerk zur effektiveren Biogasgewinnung.

Sven Annas forscht, um in Zukunft Biomasse besser zu vermischen (Bild: FH Münster | Pressestelle).

© FH Münster | Pressestelle

Münster/Steinfurt, 21. August 2018. Gras, Gülle, und Hühnermist – in einer gefüllten Biogasanlage schwimmen gut und gerne 2000 Kubikmeter Abfälle mit großem Methangas-Potenzial. Aber: Eigentlich sitzt da noch viel mehr drin für die Biogasanlagenbetreiber, wenn ihre Rührwerke optimal eingestellt sind. Denn je effizienter diese rühren, also je besser die Biomasse vermischt ist, desto effektiver ist der Prozess der Biogasgewinnung. In der Realität schaffen sie das aber nicht. Deshalb erforscht Sven Annas von der FH Münster mit einem fachbereichsübergreifenden Verbundprojektteam, welche realistischen und wirtschaftlichen Verbesserungsmöglichkeiten es in diesem Bereich gibt.

Die Suche nach dem optimalen Rührwerk

„Wir sind hier sozusagen auf der Suche nach dem optimalen Rührwerk“, erklärt Annas, der am Fachbereich Maschinenbau promoviert. „Wir erforschen, wo man das Rührwerk am besten im Fermenter platziert und wie man das Paddel möglichst geschickt anbringt, dass der vorhandene Rührwerksimpuls möglichst effektiv arbeitet und sich keine Biomasseteilchen absetzen.“ Das passiert erst mit Simulationen am PC, dann probiert er das errechnete Optimum am Plexiglas-Modell im Strömungstechnik-Labor aus und überprüft es. Auch die Höhe des Rührwerks kann die Durchmischung beeinflussen, genauso wie der Füllstand. „Wir haben herausgefunden, dass sich beispielsweise Anlagen mit Paddelrührwerken bei einem geringen Füllstand effektiver umwälzen lassen. Hierbei sollte das Rührwerk nur bis ungefähr 75 Prozent eingetaucht sein.“

Aber natürlich ist das Umwälzen und Durchmischen abhängig vom Zustand der Biomasse, und der wiederum ist ganz unterschiedlich – je nachdem, was die Betreiber „füttern“. Die Charakterisierung der Biomasse hat deshalb einen großen Teil des Projekts in Anspruch genommen. „Wir haben bis heute zehn Proben mit jeweils 50 Litern Biomasse analysiert“, berichtet Annas. „Und zwar mit einem selbst entwickelten Rohrviskosimeter. Mit dem konnten wir untersuchen, welche Viskositätseigenschaften die Biomasse hat, also wie zähflüssig sie ist.“ Denn wenn die Forscher wissen, wie die Biomasse beschaffen ist, können sie auch berechnen, wie sie sich im Fermenter bewegt und welchen Einfluss die Viskositätseigenschaften auf die Durchmischung hat. „Die Idee dahinter ist, dass wir zum Schluss eine Art Katalog haben, in dem wir gängigen Biomassenzusammensetzungen kategorisiert haben. Denen ist dann die jeweilige Viskositätseigenschaft zugeordnet – und wir können eine Empfehlung geben, wie das Rührwerk für die optimale Vermischung angepasst werden sollte.“

Neue Forschungsideen

Bis zum Ende des Jahres läuft das Projekt noch – und geht dann hoffentlich in eine neue Runde. Denn Annas und das Team haben noch viele Ideen, die sie untersuchen möchten. Für die eine haben sie jetzt schon das nächste Modell aufgebaut: einen Standzylinder als Fermenter. „Er wird auch Dänischer Fermenter genannt, weil diese Art häufig in Skandinavien zum Einsatz kommt. Wir in Deutschland haben eher diese Kuchenform“, erklärt Annas. „Was erstaunlich ist, denn in vielen Industrien sind Standzylinder zum Mischen gang und gäbe, weil der Mischprozess effektiver ist.“ Das Team will sich also der Frage widmen, welches Anlagenkonzept sinnvoller ist, die Vor- und Nachteile der Systeme aufzeigen und darauf aufbauend Anwendungsempfehlungen aussprechen können.

Zum Thema:
Bis Ende des Jahres läuft das Verbundprojekt noch an der FH Münster, dabei kooperieren die Fachbereiche Maschinenbau, Energie – Gebäude – Umwelt sowie Elektrotechnik und Informatik. Gerade schreibt das Team neue Projektanträge und ist auf der Suche nach Biogasanlagenbetreibern, um die Ergebnisse der Laborexperimente im Originalmaßstab validieren zu können. So wäre eine effizientere Biogasproduktion möglich.

Origialmeldung:
https://www.fh-muenster.de/hochschule/aktuelles/pressemitteilungen.php?madid=6544

Ansprechpartnerin:
FH Münster
Pressesprecherin
Katharina Kipp
+49 (0)251 83 64090
katharina.kipp@fh-muenster.de
2018-08-21T11:23:02+00:0021.08.2018|Kategorien: Energie & Ressourcen|Tags: |