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DE102007007131A1 - Device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining byproduct flow for the production of biomass - Google Patents

Device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining byproduct flow for the production of biomass Download PDF

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DE102007007131A1
DE102007007131A1 DE102007007131A DE102007007131A DE102007007131A1 DE 102007007131 A1 DE102007007131 A1 DE 102007007131A1 DE 102007007131 A DE102007007131 A DE 102007007131A DE 102007007131 A DE102007007131 A DE 102007007131A DE 102007007131 A1 DE102007007131 A1 DE 102007007131A1
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biomass
biogas
produced
heat
production
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German (de)
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Helmut Dr. Schwienbacher
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PILEMA TECH PRODUKTE GmbH
PILEMA TECHNISCHE PRODUKTE GmbH
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Abstract

The device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining the byproduct flow for the production of biomass. Algae culture, light, aqueous nutrition solutions, which are held at 18-35[deg] C, are used for the production of biomass. The algae culture contains fatty acids (30%), oils and/or glycerin ester used in the cell formation. The device is present in the layer to continuous or discontinuous harvest of the produced algae. The device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining the byproduct flow for the production of biomass. Algae culture, light, aqueous nutrition solutions, which are held at 18-35[deg] C, are used for the production of biomass. The algae culture contains fatty acids (30%), oils and/or glycerin ester used in the cell formation. The device is present in the layer to continuous or discontinuous harvest of the produced algae, to drain, and to lead back a partial flow or the entire produced biomass into the process of the biogasification. The heat treatment of the obtained and discharged biomass takes place at 80-150[deg] C with and without addition of chemicals, in which the oils present in the biomass are split into fatty acids and glycerin.

Description

Die Stromerzeugung aus Biomasse über Biogasanlagen und Verbrennungskraftmaschinen nimmt in der EU einen immer wichtigeren Stellenwert ein (EEG-Einspeisungsgesetz). Durch Einsatz von Algenkulturen kann die Eigenherstellung der dazu benötigten Biomasse unter Verwendung der bei der Verstromung produzierten Nebenprodukte, Wärme und Kohlendioxyd, erreicht und die Wirtschaftlichkeit der Anlagen dadurch entscheidend verbessert werden. Durch die zusätzliche thermische Vorbehandlung der erzeugten Biomasse wird ausserdem die Verweilzeit des Substrates bis zur vollständigen Ausfaulung erheblich verkürzt und ein höheren Methangehalt erreicht. Die Investitionen in Anlagen werden bei gleicher Leistung kleiner, auch werden die Anlagen in Bezug auf die Wärmeverwertung unabhängig vom Standort.The Electricity generation from biomass via Biogas plants and internal combustion engines take on one in the EU increasingly important (EEG feed-in law). By Use of algae cultures can be the in-house production of the required biomass using the by-products produced in the generation of electricity, Heat and Carbon dioxide, achieved and the economy of the plants by be decisively improved. Due to the additional thermal pretreatment The biomass produced is also the residence time of the substrate until the complete Digestion considerably shortened and a higher one Reached methane content. Investments in equipment will be the same Performance smaller, too, the plants are in terms of heat utilization independent of Location.

Stand der TechnikState of the art

Stromerzeugung aus Biomasse hat im Energieentwicklungsplan der EU einen wichtigen Stellenwert, bis 2020 sollen 20% des elektrischen Stroms aus regenarativen Quellen erzeugt weden.power generation biomass has an important role in the EU Energy Development Plan Significance, by 2020, 20% of electrical power from regeneration Sources are generated.

Bei den üblichen Biogasverfahren wird Biomasse anaerob bei Temperaturen über 35°C bakteriell zur Faulung gebracht. Dabei werden organische Verbindungen durch eine heterogene Bakterienpopulation in einem feuchten und warmen Milieu zerlegt. Es entsteht dabei ein Gas. Das so erhaltene biogene Brenngas, nennt man Biogas, es enthält im wesentlichen ca. 40–75% Methan, Restanteile sind Kohlendioxyd und geringe Mengen an H2S und NH3 sowie weitere Gase in Spuren.In the usual biogas process, biomass is anaerobically bacterial to digest at temperatures above 35 ° C. Organic compounds are broken down by a heterogeneous bacterial population in a moist and warm environment. This creates a gas. The biogenic fuel gas obtained in this way is called biogas, it contains essentially about 40-75% methane, residual parts are carbon dioxide and small amounts of H 2 S and NH 3 and other gases in traces.

Zur Wandlung der chemisch gebundenen Energie im Biogas zu elektrischen Strom stehen verschiedene Aggregate hauptsächlich Verbrennungskraftmaschinen zur Verfügung, wobei das Gas gereinigt oder ungereinigt als Treibstoff verwendet wird. Durch die Verbrennung entsteht CO2, das im Brenngas bereits vorhandene CO2 durchläuft unverändert die Kraftmaschine.For the conversion of the chemically bound energy in the biogas to electric power are various units mainly internal combustion engines available, the gas is used purified or unpurified as fuel. The combustion produces CO 2 , the CO 2 already present in the fuel gas passes unchanged through the engine.

Diese Art der Stromerzeugung über Biogasanlagen ist trotz hoher Förderungen durch die Einspeisvergütungen, die durch die EU und das deutsche EEG Gesetz garantiert werden, nur selten und nur in ganz bestimmten Fällen wirtschaftlich zu betreiben.These Type of electricity generation over Biogas plants is despite high subsidies through the feed-in tariffs, which are guaranteed by the EU and the German EEG law, rarely and economically only in very specific cases.

NaWaRo (Einsatz von Nachwachsenden Rohstoffen als Substrat)-Anlagen kämpfen trotz hoher Vergütungen mit den stark gestiegenen Preisen der landwirtschaftlichen Rohstoffe.NaWaRo (Use of renewable resources as a substrate) plants fight despite high remuneration with the sharp rise in prices of agricultural commodities.

Bei nicht NaWaRo Anlagen darf aus Renditegründen der Input so wenig wie möglich kosten. Sie müssen von möglichst preiswerten Abfällen leben, um wirtschaftlich zu produzieren. Dabei sind die saisonbedingt laufenden Änderungen der Substratzusammensetzung in Kauf zu nehmen. Es gelingt oft nicht, eine stabile Bioszönose aufzubauen, und es kann dabei zu Schwankungen bei der Gaszusammensetzung oder gar zum Erliegen der Gasausbeute kommen.at not NaWaRo investments may for reasons of return the input as little as possible costs. You need to from as possible inexpensive waste live to produce economically. These are the seasonal ongoing changes the substrate composition in purchase. It often does not succeed a stable biocenosis It can lead to fluctuations in the gas composition or even stop the gas yield.

Durch diese häufigen Substratänderungen ist es schwierig, Prozesstabilität zu halten, und oft nicht möglich für die methanbildenden Bakterien optimale Wachstumsbedingungen zu schaffen und so hohe Methangehalte im Biogas zu erwirken und zu garantieren.By these frequent ones Substrate changes is it's difficult to process stability to keep, and often impossible for the methane-forming bacteria to create optimal growth conditions and to obtain and guarantee such high methane levels in biogas.

Sehr oft haben Biogasanlagen Schwierigkeiten, die überschüssige Prozesswärme zu vermarkten, weil die Anlagen und Betriebe meist ausserhalb von Siedlungen liegen.Very Biogas plants often have difficulties in marketing the excess process heat, because the plants and farms are mostly outside settlements.

Ohne den Erlös für den Verkauf der Wärme und den damit gekoppelten Wärmebonus (ca. 2 cts/KW), ist jede Biogasanlage nahezu unwirtschaftlich. Die Wärmenutzung ist von ausschlaggebender wirtschaftlicher Bedeutung.Without the proceeds for the Sale of heat and the heat tone coupled with it (about 2 cts / KW), every biogas plant is almost uneconomical. The heat utilization is of crucial economic importance.

Eine weitere Hauptursache für die problematische Rentabilität liegt in der Tatsache, dass der biologische Faulprozess sehr langsam abläuft, so dass Verweilzeiten von 50 bis 70 Tagen der Regelfall sind. Grosse Faulräume und damit hohe Investitionen sind notwendig.A another main cause for the problematic profitability lies in the fact that the biological digestion process is very slow expires so that residence times of 50 to 70 days are the rule. Size Sinks and therefore high investments are necessary.

Auch sind Primärmassnahmen zur Steigerung der Methanausbeute durch Änderung oder Verbesserung der Substratzusammensetzung im praktischen Betrieb kaum möglich.Also are primary measures to increase the methane yield by changing or improving the Substrate composition hardly possible in practical operation.

Durch die hier aufgezeigten Gründe und wegen weiterer ungünstiger technischer Rahmenbedingunen, kann mit dem heutigen Stand der Technik nur in Ausnahmefällen und meist nur wenn alle Förderungen nutzbar sind betriebswirtschaftlich mit Gewinn gearbeitet werden.By the reasons shown here and because of more unfavorable technical Rahmenbedingunen, can with the current state of the art only in exceptional cases and usually only if all promotions can be used economically with profit to be worked.

Erfindunginvention

Dem Erfinder ist es nun gelungen, ausgehend von einer genauen Systemanalyse, die wesentlichen beim heutigen Stand der Technik erkennbaren Schwachpunkte durch technisch und betriebswirtschaftlich neuartige und entscheidend bessere Verfahren und Lösungen zu ersetzen.the Inventors have now succeeded, based on a detailed system analysis, the essential weak points that can be recognized in the current state of the art through technically and economically novel and decisive better procedures and solutions to replace.

Durch die hier beschriebenen neuartigen Verfahren und Vorrichtungen, kann die vollständige Unabhängigkeit der Biogasanlagen von äusseren nicht oder nur geringfügig beeinflussbaren Rahmenbedingungen, wie Substratbeschaffung und Wärmeabgabe, erreicht werden. Die Effizienz der Anlagen wird so entscheidend gesteigert, dass auch bei einer Reduzierung der Förderungen oder bei Fehlen von Möglichkeiten der Wärmeabgaben, immer im wirtschaftlich positiven Bereich gearbeitet und produziert werden kann.Due to the novel methods and devices described here, the complete independence of the biogas plants from external can not or only slightly influenced frame conditions, such as substrate procurement and heat dissipation, are achieved. The efficiency of the plants is increased so decisively that even with a reduction of subsidies or in the absence of possibilities of heat release, always in the economically positive area can be worked and produced.

Hier die einzelnen erfindungsgemässen Bausteine

  • 1. Verwendung und Einsatz des erzeugten Kohlendioxyds aus den Verbrennungskraftmaschinen von Biogasanlagen als Rohstoff zur Herstellung von Biomasse. Diese kann wieder in den Biogaskreislauf zurückgeführt werden. Dazu werden geeignete Algen in beheizten Becken durch Einleiten von CO2 und Licht gezüchtet und geerntet. Zur Beheizung der Becken wird die anlageneigene Abwärme verwendet. Algen sind Pflanzen, welche mit Licht und CO2 über Photosynthese Biomasse herstellen. Bei geeigneten Bedingungen verdoppelt sich das Lebendgewicht der Algen täglich. Bei der Züchtung wird ein Umsetzungsgrad des eingeleiteten CO2 zu Biomasse von 30 bis 70% erreicht, so dass bei erfindungsgemässem Arbeiten nicht nur kein Fremdsubstrat in der Biogasanlage eingesetzt werden muss, sondern sogar noch zusätzliche Biomasse für Fremdnutzung erzeugt wird. Das CO2 wird gereinigt oder ungereinigt verwendet, Licht kann Sonnenlicht oder künstliches elektrisches Licht sein. Das bei Nacht produzierte CO2 kann für den Tageseinsatz gespeichert werden.
  • 2. Zum Einsatz kommen Algenarten, die einen Fettanteil über 30% der Trockenmasse haben. Durch Untersuchungen konnte von uns festgestellt werden, dass die Gasausbeute von Algensubstraten direkt mit der Präsenz und dem Gehalt von Fetten und Fettsäuren in der Algenmasse zusammenhängt. Je höher der Fettanteil um so höher die Gasausbeute. Bei Wiedereinsatz und Verwendung des gesamten in der Anlage produzierten CO2 überschreitet die mit Fett-Algensorten erzeugte Biomasse den Eigenbedarf an Substratrohstoff derselben Biogasanlage. Durch Züchtungen und Modifikationen sind die von uns verwendeten Stämme leicht veränderbar und austauschbar, deshalb werden hier die einzelnen Algenarten nicht genannt. Generellen Schutz zur patentgemässen Verwendung von Algen für dieses Verfahren beanspruchen wir alle Algenarten, die einen Gehalt von mehr als 30% an Fettsäuren und Ölen bzw. Estern in der eigenen Biomasse aufbauen können. Die Fettsäuren liegen in der Biomasse sowohl frei oder in Form von Glycerinestern vor.
  • 3. Hitzebehandlung der abgetrennten Algenbiomasse vor der Rückführung in den Biogasprozess. Es konnte festgestellt werden, dass eine kurzzeitige Druckerhitzung der Biomasse ohne oder mit Zugabe von geringen Mengen von Chemikalien bei einem pH von ca 3.0 bis 10,5 und bei Temperaturen von 90–150°C die Biogasproduktion pro Tonne eingesetzte Biomasse erhöht. Wir beanspruchen alle Verfahren, die die in der Biomasse vorhandenen Öle, chemisch definiert als Glycerinester, verseifen zu Fettsäuren und Glycerin, mit dem Ziel höhere Biogasausbeuten zu erzielen. Durch die Freilegung der Fettsäuren und des Glycerins, konnte die Ausbeute auf 700–750 m3 Biogas pro Tonne Biomasse gesteigert werden. Die von unbehandelter Fettalgen-Biomasse, die hauptsächlich aus Glycerinestern besteht, erhaltene Biogasausbeute liegt bei ca. 500 m3 pro Tonne Biomasse.
  • 4. Verbesserung der Bioszönose Wir beanspruchen als Teil dieser Erfindung die thermische Behandlung der Biomasse, durch kurzzeitige Druckerhitzung derselben ohne oder mit Zugabe von geringen Mengen von Chemikalien bei einem pH von ca 3.0 bis 10,5 und bei Temperaturen von 90–150°C, weil dadurch das Eigensubstrat nicht nur eine konstante Bioszönose über den gesamten Jahresbetrieb ermöglicht, sondern dass die durch die Zugabe von behandeltem Algensubstrat aufgebaute Bioszönose im Faulraum eine Erhöhung der Besatzdichte der Methanbildenden Bakterien bewirkt und so wesentlich bessere Methangehalte im Biogas erreicht werden. Im Biogas wird mit der thermisch behandelten Biomasse ein Methangehalt von über 70% erreicht anstelle der sonst üblichen Methangehalte im Biogas von 50 bis 65%. Die mit diesem thermisch behandeltem Rohstoff erreichten Gasmengen liegen mit einem Faktor von 2,5 über der vom üblichen Standard Substrat (Vollmais) erzeugten Biogasmenge.
  • 5. Wir beanspruchen die erfindungsgemässe thermische Substratbehandlung wird ausserdem eine Reduzierung der Verweilzeit des Substrates bis zur vollständigen Ausfaulung um bis zu ca. 60% ermöglicht.
  • 6. Wir beanspruchen die Eigennutzung der gesamten im System erzeugten Wärme vor Ort zur Züchtung und Behandlung der eigenen Biomasse und dadurch Berechtigung auf den Wärmebonus. Die Erzeugung von Biomasse aus Algen durchläuft bei 23–35°C ein Produktionsoptimum. Weitere Wärme aus der Eigenproduktion wird für die thermische Behandlung der Biomasse benötigt. Vorteile der Eigennutzung der gesamten Wärme aus den Verbrennungsmaschinen zur Heizung der Zuchtanlagen zur Biomasseerzeugung, liegen nicht nur im Wärmebonus, sondern auch in der nicht notwendigen Investition in Anlagen zum Transport und der Verteilung der Wärme zu den Verbrauchern.
Here the individual inventive components
  • 1. Use and use of the generated carbon dioxide from the internal combustion engines of biogas plants as a raw material for the production of biomass. This can be returned to the biogas cycle. Suitable algae are heated and harvested in heated basins by passing in CO2 and light. To heat the pool, the plant's own waste heat is used. Algae are plants that produce biomass via photosynthesis with light and CO 2 . Under suitable conditions, the live weight of algae is doubled daily. During breeding, a degree of conversion of the introduced CO 2 to biomass of 30 to 70% is achieved, so that when working according to the invention not only no foreign substrate in the biogas plant must be used, but even additional biomass for external use is generated. The CO 2 is used purified or unpurified, light can be sunlight or artificial electric light. The CO 2 produced at night can be stored for daily use.
  • 2. Algae species are used which have a fat content of more than 30% of the dry matter. Research has shown that the gas yield of algae substrates is directly related to the presence and content of fats and fatty acids in the algal mass. The higher the fat content, the higher the gas yield. When re-using and using all the CO 2 produced in the plant, the biomass produced with fat algae exceeds its own demand for substrate raw material of the same biogas plant. Through breeding and modification of the strains we use are easily changeable and interchangeable, so here are the individual types of algae not mentioned. General protection for the patented use of algae for this process we claim all types of algae, which can build up a content of more than 30% of fatty acids and oils or esters in their own biomass. The fatty acids are present in the biomass either freely or in the form of glycerol esters.
  • 3. Heat treatment of the separated algae biomass before returning to the biogas process. It was found that a short-term heating of the biomass without or with the addition of small amounts of chemicals at a pH of about 3.0 to 10.5 and at temperatures of 90-150 ° C increases the biogas production per ton of biomass used. We claim all the processes that bioassay oils, chemically defined as glycerol esters, saponify to fatty acids and glycerol, with the aim of achieving higher biogas yields. By exposing the fatty acids and the glycerine, the yield could be increased to 700-750 m 3 biogas per ton of biomass. The biogas yield obtained from untreated fatty algae biomass, which consists mainly of glycerol esters, is about 500 m 3 per ton of biomass.
  • 4. Improvement of Biosocenosis As part of this invention, we claim the thermal treatment of the biomass, by short-term heating of the same without or with the addition of small amounts of chemicals at a pH of about 3.0 to 10.5 and at temperatures of 90-150 ° C, because it allows the self-substrate not only a constant biocenosis over the entire annual operation, but that established by the addition of treated algal substrate biocenosis in the digester causes an increase in the stocking density of methane-producing bacteria and so much better methane levels in the biogas can be achieved. In biogas, the thermally treated biomass reaches a methane content of more than 70% instead of the usual methane content in biogas of 50 to 65%. The amounts of gas achieved with this thermally treated raw material are with a factor of 2.5 above the biogas produced by the usual standard substrate (full corn).
  • 5. We claim the thermal substrate treatment according to the invention, moreover, it is possible to reduce the residence time of the substrate until it has completely depleted by up to about 60%.
  • 6. We claim the own use of all the heat generated in the system on site for the breeding and treatment of their own biomass and thus entitlement to the heat bonus. The production of biomass from algae undergoes optimal production at 23-35 ° C. Further heat from the own production is needed for the thermal treatment of the biomass. Advantages of self-use of the entire heat from the internal combustion engines to heat the breeding systems for biomass production, not only in the heat bonus, but also in the unnecessary investment in equipment for transport and distribution of heat to consumers.

Claims (16)

Vorrichtung für eine Biogasanlage, die derart ausgelegt ist, dass das erzeugte Biogas über Verbrennungskraftmaschinen in Strom verwandelt und dabei CO2 Abgas und Wärme erzeugt wird, und diese Nebenproduktströme zur Herstellung von Biomasse verwendet werden.Device for a biogas plant, which is designed such that the biogas produced is converted by means of internal combustion engines into electricity and thereby CO 2 exhaust gas and heat is generated, and these by-product streams are used for the production of biomass. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass zur Ereugung von Biomasse Algenkulturen, Licht, wässrige Nährlösungen welche durch Wärme auf 18 bis 35°C gehalten sind, verwendet werden.Apparatus according to claim 1, characterized algae cultures, light, aqueous nutrient solutions which are used to generate biomass Heat up 18 to 35 ° C held are used. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dazu verwendeten Algenkulturen im Zellaufbau mindestens 30% Fettsäuren, Öle bzw. Glycerinester enthalten.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the algal cultures used for this purpose in the cell structure at least 30% fatty acids, oils or Contain glycerol esters. Vorrichtungen nach einem der vorstehemnden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie in der Lage sind, kontinuierlich oder diskontinuierlich die erzeugten Algen zu ernten, zu entwässern und einen Teilstrom oder die gesamte erzeugte Biomasse in den Prozess der Biogaserzeugung zurückzuführen.Devices according to any one of the preceding claims characterized in that they are capable of continuous or discontinuous to harvest the algae produced, to dewater and a partial flow or the entire biomass produced in the process of biogas production due. Vorrichtungen nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichet, dass sie die erzeugte Biomasse vor dem Wiedereinsatz so behandeln, dass eine Reduzierung der Verweilzeit des Substrates bis zur vollständigen Ausfaulung um bis zu ca. 60% ermöglicht wird.Devices according to one of the preceding claims characterized Marked that they are the biomass produced before re-use treat so that a reduction in the residence time of the substrate until the complete Digestion up to about 60% possible becomes. Vorrichtungen nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichet, dass sie die erzeugte Biomasse vor dem Wiedereinsatz so behandeln, dass die Gasausbeute und der Methangehalt des Biogases wesentlich gesteigert werden.Devices according to one of the preceding claims characterized Marked that they are the biomass produced before re-use treat so that the gas yield and the methane content of the biogas be increased significantly. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Behandlung ein Erhitzen der gewonnenen und entwässerten Biomasse auf 80 bis 150°C bedeutet mit und ohne Zusatz von Chemikalien, mit dem Ziel die in der Biomasse vorhandenen Öle in Fettsäuren und Glycerin zu spalten.Device according to claims 5 and 6, characterized in that that this treatment is a heating of the recovered and dehydrated Biomass at 80 to 150 ° C means with and without the addition of chemicals, with the aim of in the biomass of existing oils in fatty acids and to split glycerol. Vorrichtung, dadurch gekennzeichet, dass ein Teil der produzierten Biomasse ausgeschleusst und zu anderen kommerziellen Zwecken verwendet wird.Device, characterized gekennzeichet that a part produced biomass and other commercial Purposes is used. Verfahren für eine Biogasanlage, wobei das erzeugte Biogas über Verbrennungskraftmaschinen in Strom verwandelt und dabei CO2 Abgas und Wärme erzeugt wird, und diese Nebenproduktströme zur Herstellung von Biomasse verwendet werden.Method for a biogas plant, wherein the generated biogas is converted into electricity via internal combustion engines and thereby CO 2 exhaust gas and heat is generated, and these by-product streams are used for the production of biomass. Verfahren nach Anspruch 9 und Verfahren, dadurch gekennzeichnet dass zur Ereugung von Biomasse Algenkulturen, Licht, wässrige Nährlösungen, welche durch Wärme auf 18 bis 35°C gehalten sind, verwendet werden.The method of claim 9 and method, characterized characterized in that for the generation of biomass algal cultures, light, aqueous Nutrient solutions, which by heat at 18 to 35 ° C held are used. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dazu verwendeten Algenkulturen im Zellaufbau mindestens 30% Fettsäuren, Öle bzw. Glycerinester enthalten.Method according to claim 9 or 10, characterized that the algae cultures used in the cell structure at least 30% fatty acids, oils or Contain glycerol esters. Verfahren nach einem der Ansprüche 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass kontinuierlich oder diskontinuierlich die erzeugten Algen geerntet, entwässert und ein Teilstrom oder die gesamte erzeugte Biomasse in den Prozess der Biogaserzeugung zurückgeführt wird.Method according to one of Claims 9, 10 and 11, characterized that the algae are harvested, dehydrated and continuously or discontinuously a partial stream or the entire biomass generated in the process of biogas production. Verfahren, dadurch gekennzeichet, dass die erzeugte Biomasse vor dem Wiedereinsatz so behandelt wird, dass eine Reduzierung der Verweilzeit des Substrates bis zur vollständigen Ausfaulung um bis zu ca. 60% ermöglicht wird.Method, characterized gekennzeichet that generated Biomass before reuse is treated so that a reduction the residence time of the substrate until complete digestion by up to about 60% possible becomes. Verfahren, dadurch gekennzeichet, dass die erzeugte Biomasse vor dem Wiedereinsatz so behandelt wird, dass die Gasausbeute und der Methangehalt des Biogases wesentlich gesteigert werden.Method, characterized gekennzeichet that generated Biomass before reuse is treated so that the gas yield and the methane content of the biogas are substantially increased. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese Behandlung ein Erhitzen der gewonnenen und entwässerten Biomasse auf 80 bis 150°C bedeutet mit und ohne Zusatz von Chemikalien, mit dem Ziel die in der Biomasse vorhandenen Öle in Fettsäuren und Glycerin zu spalten.Method according to claim 12, characterized in that that this treatment is a heating of the recovered and dehydrated Biomass at 80 to 150 ° C means with and without the addition of chemicals, with the aim of in the biomass of existing oils in fatty acids and to split glycerol. Verfahren, dadurch gekennzeichet, dass ein Teil der produzierten Biomasse ausgeschleusst und zu anderen kommerziellen Zwecken verwendet wird.Process, characterized gekennzeichet that a part produced biomass and other commercial Purposes is used.
DE102007007131A 2007-02-13 2007-02-13 Device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining byproduct flow for the production of biomass Withdrawn DE102007007131A1 (en)

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DE102007007131A Withdrawn DE102007007131A1 (en) 2007-02-13 2007-02-13 Device and procedure for a biogas plant, comprise transforming produced biogas over internal combustion engines in flow manner, producing the carbon dioxide exhaust gas and heat, and obtaining byproduct flow for the production of biomass

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009136280A3 (en) * 2008-05-09 2010-04-29 Austep-Austeam Environmental Protection S.R.L. Method and system for producing energy from a renewable source
DE102010001907A1 (en) 2010-02-12 2011-08-18 Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V., 06120 Process and device for the production of biogas
DE102014005270A1 (en) 2014-04-09 2015-10-15 Christine Apelt Method for enabling methane fermentation plants for the material and energetic utilization of lignocellulose-containing biogenic starting materials and arrangement for carrying out the method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009136280A3 (en) * 2008-05-09 2010-04-29 Austep-Austeam Environmental Protection S.R.L. Method and system for producing energy from a renewable source
DE102010001907A1 (en) 2010-02-12 2011-08-18 Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V., 06120 Process and device for the production of biogas
DE102014005270A1 (en) 2014-04-09 2015-10-15 Christine Apelt Method for enabling methane fermentation plants for the material and energetic utilization of lignocellulose-containing biogenic starting materials and arrangement for carrying out the method

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