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DE102016003146A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas Download PDF

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DE102016003146A1
DE102016003146A1 DE102016003146.8A DE102016003146A DE102016003146A1 DE 102016003146 A1 DE102016003146 A1 DE 102016003146A1 DE 102016003146 A DE102016003146 A DE 102016003146A DE 102016003146 A1 DE102016003146 A1 DE 102016003146A1
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DE
Germany
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percolate
biomass
fermentation tank
fermentation
pivoting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102016003146.8A
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English (en)
Inventor
Klaus Pöttinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pottinger Entsorgungstechnik & Co KG GmbH
Original Assignee
Pottinger Entsorgungstechnik & Co KG GmbH
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Publication date
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Publication of DE102016003146A1 publication Critical patent/DE102016003146A1/de
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas, bei dem Biomasse in einem Gärbehälter vergoren wird. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere die Trockenfermentierung von Bioabfällen mittels eines Kleinfermenters. Es wird vorgeschlagen, die zu vergärende Biomasse nicht statisch im Fermenter verweilen zu lassen, sondern immer wieder zu bewegen bzw. zu drehen, um hierdurch eine bessere Gasausbeute zu erreichen. Erfindungsgemäß wird der die zu vergärende Biomasse aufnehmende Gärbehälter um eine liegende Schwenkachse verkippbar gelagert, um durch Verkippen des Gärbehälters die zu vergärende Biomasse in Bewegung halten bzw. bewegen zu können.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas, bei dem Biomasse in einem Gärbehälter vergoren wird. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere die Trockenfermentierung von Bioabfällen mittels eines Kleinfermenters.
  • Die Gewinnung von Biogas durch Trockenfermentation ist bekannt, wobei bei der Trockenfermentation das zu vergärende Material nicht in eine Flüssigkeit eingerührt wird, wie dies zum Beispiel bei der Flüssigvergärung von Bioabfällen oft der Fall ist, sondern in einem Fermenter eingebrachtes Gärsubstrat feucht gehalten und vergärt wird. Hierzu wird ein sogenanntes Perkolat am Fermenterboden abgezogen und über der Biomasse wieder versprüht, um günstige Lebensbedingungen für die Bakterien und Mikroorganismen zu gewährleisten, die die Fermentation bewirken bzw. in Gang bringen. Als Perkolat kann hierbei die aus der Biomasse bei der Vergärung austretende Flüssigkeit verwendet werden, ggfs. aber auch mit Zusatzstoffen versetzte Flüssigkeiten.
  • Aus den beiden Schriften DE 100 16 152 A1 und DE 101 29 718 A1 sind Kleinfermentierer bekannt, bei denen das sich am Boden des Gärbehälters sammelnde Perkolat abgezogen und mittels einer Pumpe an die Oberseite des Gärbehälters gefördert wird, um dort mittels einer duschkopfähnlichen Düsenanordnung auf die Biomasse versprüht zu werden, um diese feucht zu halten. Dabei wird der Gärbehälter gemäß DE 100 16 152 A1 in klassischer Weise als Batchprozess betrieben, in den diskontinuierlich Biomasse eingefüllt und dort dann vergoren wird. Die DE 101 29 718 A1 zeigt ein semi-kontinuierliches Verfahren, bei dem die Biomasse ebenfalls in einem stationären Gärbehälter vergoren wird, jedoch mittels eines Schneckenförderers kontinuierlich neue Biomasse zugegeben wird.
  • Einen ähnlichen Kleinfermenter zeigt die Schrift DE 20 2004 007 090 U1 , wobei in einem Gärbehälter ein perforierter Simmereinsatz vorgesehen ist und diskontinuierlich mit Biomasse befüllt wird, um durch Vergärung der Biomasse Gas zu produzieren. Mit Hilfe einer Temperatureinstellung wird der elektrisch beheizte Fermenter temperaturgesteuert.
  • Um die beim Zurückpumpen und Versprühen des Perkolats benötigte Energie einzusparen, schlägt die Schrift WO 2012/049290 A1 eine separate Anordnung von Gär- und Perkolatbehältern vor, die miteinander über Ventile kommunizieren können. Die Ventile sollen dabei druckgesteuert und aufeinander abgestimmt öffnen und schließen, sodass bei ausreichendem Druck im Gärbehälter bereits angefallenes Perkolat in den Perkolatbehälter gedrückt wird, welches dann nach einem ausreichenden Druckabfall im Gärbehälter, der durch Ablassen des sich dort bereits gebildeten Gases erreicht wird, wieder zurück in den Gärbehälter verbracht, indem das sich dann wiederum einstellende Druckgefälle zwischen Perkolatbehälter und Gärbehälter ausgenutzt und ein entsprechendes Ventil wieder geöffnet wird. Diese Fermentierungsanlage spart zwar die für das Umpumpen und das Betreiben der Perkolatpumpen benötigte Energie ein, allerdings ist die Anlage per se sehr aufwendig und aufgrund der jeweils mehreren Perkolatbehältern und Gärbehältern kaum für kleinteiligere Anwendungen geeignet.
  • Die DE 10 2004 024 143 A1 beschreibt eine weitere Trockenfermentieranlage, wobei hier mit Biomasse befüllte Behälter in einem Perkolatbecken untergetaucht werden sollen, wobei in einem nachfolgenden Austragbecken Perkolatbakterien wieder ausgeschleust werden sollen. Die Behälter sollen dabei in einem Kreislauf zyklisch entsprechend behandelt werden, um eine insgesamt kontinuierlich arbeitende Anlage zu schaffen, die jedoch für eine kleinteiligere Anwendung ebenso wenig geeignet ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Gewinnen von Biogas zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbilden. Insbesondere soll eine für kleinteilige Anwendungen geeignete, gleichwohl hocheffiziente Fermentation von Biomasse erreicht werden, bei der das Einbringen von Perkolat in die zu vergärende Biomasse mit konstruktiv einfachen Mitteln energiesparend möglich ist.
  • Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Es wird also vorgeschlagen, die zu vergärende Biomasse nicht statisch im Fermenter verweilen zu lassen, sondern immer wieder zu bewegen bzw. zu drehen, um hierdurch eine bessere Gasausbeute zu erreichen. Erfindungsgemäß wird der die zu vergärende Biomasse aufnehmende Gärbehälter um eine liegende Schwenkachse verkippbar gelagert, um durch Verkippen des Gärbehälters die zu vergärende Biomasse in Bewegung halten bzw. bewegen zu können.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann die Verkippbarkeit des Gärbehälters auch dazu genutzt werden, die im Gärbehälter befindliche Biomasse mit Perkolat zu versetzen. Vorteilhafter Weise kann ein Perkolatspeicher vorgesehen sein, der zusammen mit dem Gärbehälter verkippbar und mit dem Gärbehälter derart strömungsverbunden ist, dass durch gemeinsames Verkippen des Gärbehälters mit dem Perkolatspeicher Perkolat aus dem Perkolatspeicher in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich überführt und das dort befindliche Gärgut mit Perkolat versetzt wird.
  • Vorteilhafter Weise kann das Perkolat ohne die Verwendung von Pumpen oder anderen Fördermitteln oder Druckerzeugern in der zu vergärenden Biomasse verteilt werden, indem einfach nur der Gärbehälter zusammen mit dem Perkolatspeicher verkippt wird, wobei auch auf Sprühköpfe zum Versprühen des Perkolats verzichtet werden kann. Insofern kann die Pumpenergie eingespart werden. Ferner werden auch keine teuren druckgesteuerten Ventilanordnungen benötigt.
  • Der genannte Perkolatspeicher kann in Weiterbildung der Erfindung hierbei in den Gärbehälter integriert sein, insbesondere an dessen Boden angeordnet sein, wobei der die Biomasse aufnehmende Gärbehälterbereich von dem Perkolatspeicher durch einen doppelten Behälterboden abgetrennt sein kann, in dem zumindest eine Durchtrittsöffnung vorgesehen sein kann, um in aufrechter Behälterstellung Perkolat aus der Biomasse in den Perkolatspeicher abziehen zu können und/oder in verkippter Behälterstellung das Perkolat aus dem Perkolatspeicher zurück in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich überführen zu können. Das Abziehen des Perkolats und das Zurückführen des Perkolats kann hierbei durch dieselbe Öffnung bzw. denselben Kanal erfolgen, wobei es alternativ aber auch möglich ist, für das Abziehen des Perkolats und das Rücküberführen des Perkolats in den Biomasse-Aufnahmebereich separate Öffnungen und/oder Kanäle vorzusehen.
  • Insbesondere kann der zuvor genannte doppelte Boden des Gärbehälters perforiert sein, wobei die Perforierung Löcher und/oder Bohrungen und/oder Schlitze aufweisen kann. Es kann auch eine Gitterstruktur den Perkolatspeicher von dem die Biomasse aufnehmenden Behälterbereich abtrennen, die bei ausreichender Kleinmaschigkeit ein Durchfallen der Biomasse verhindern kann.
  • Der genannte Perkolatspeicher könnte grundsätzlich aber auch außerhalb des Gärbehälters angeordnet und/oder durch ein separates Behältnis gebildet sein, das durch zumindest eine Leitung mit dem Inneren des Gärbehälters strömungsverbunden werden kann.
  • Das Drehen bzw. Verkippen des Gärbehälters kann grundsätzlich manuell vorgenommen werden. Um hier geringe Schwenkkräfte zu benötigen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Schwenklagerung des Gärbehälters die liegende Schwenkachse in einer Höhe vorsieht, die näherungsweise etwa auf Höhe des Schwerpunkts des Gärbehälters liegt, wenn dieser bestimmungsgemäß befüllt ist und/oder der Perkolatspeicher bestimmungsgemäß befüllt ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine händisch betätigbare Schwenkvorrichtung vorgesehen sein, beispielsweise im Sinne eines Kurbelantriebs und/oder eines Schwenkhebels.
  • Vorteilhafter Weise kann jedoch auch ein mit Fremdenergie betätigbarer Schwenkantrieb vorgesehen sein, mit Hilfe dessen der Gärbehälter verschwenkt werden kann, vorzugsweise zusammen mit dem genannten Perkolatspeicher. Der genannte Schwenkantrieb kann hierbei grundsätzlich verschieden ausgebildet sein, wobei vorzugsweise ein Elektroantrieb vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Druckmittelantrieb mit beispielsweise einem Druckmittelzylinder zum Verschwenken des Gärbehälters vorgesehen sein, der von einer Druckmittelquelle, insbesondere einer Hydraulikdruckquelle oder einer Luftdruckquelle, versorgt werden kann.
  • Die Schwenkachse, um die der Gärbehälter verschwenkt werden kann, kann vorteilhafter Weise auch im Bereich eines – bei aufrecht stehendem Gärbehälter – oberen Randbereichs des Gärbehälters oder seitlich am Gärbehälter angeordnet sein.
  • Die genannte Schwenkvorrichtung, insbesondere deren Schwenkantrieb kann ebenfalls in der genannten Weise am oberen Randbereich des Gärbehälters oder seitlich am Gärbehälter angeordnet sein.
  • In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann eine voll- oder halbautomatische Steuerung zum Steuern der Perkolation der zu vergärenden Biomasse vorgesehen sein. Die Perkolation kann hierbei grundsätzlich in verschiedener Weise gesteuert sein, wobei in Weiterbildung der Erfindung eine Zeitsteuerung vorgesehen sein kann, die in vorbestimmten Zeitabständen eine Perkolation, insbesondere ein Verkippen des Gärbehälters vorsehen kann. Bei vollautomatischer Ausbildung kann die Steuervorrichtung hierbei den Schwenkantrieb in Gang setzen, während bei halbautomatischer Ausbildung ein Perkolationssignal beispielsweise in Form eines akustischen Signals oder einer SMS oder Email-Mitteilung auf ein Mobiltelefon oder in anderer geeigneter Form abgegeben werden kann, woraufhin der Gärbehälter dann manuell verkippt werden oder der Schwenkantrieb in Gang gesetzt werden kann.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen Zeitsteuerung kann die Perkolation auch in Abhängigkeit zumindest eines den Gärprozess charakterisierenden Parameters gesteuert werden, wobei mittels zumindest eines geeigneten Erfassungsmittels der entsprechende Parameter erfasst oder bestimmt wird, um dann halb- oder vollautomatisch einen Perkolationsvorgang in Gang zu setzen, insbesondere den Gärbehälter in der vorgenannten Weise zu verschwenken.
  • Als den Gärprozess charakterisierender Parameter kann hierbei der Druck im Gärbehälter und/oder die Temperatur der zu vergärenden Biomasse und/oder des Gärbehälters und/oder des abgezogenen Perkolats überwacht werden, wobei hierzu eine geeignete Erfassungs- bzw. Sensoreinrichtung vorgesehen sein kann. Die Steuervorrichtung kann hierbei die erfassten Druck- und/oder Temperaturwerte und/oder deren Verlauf, beispielsweise deren Steigung und/oder deren absolute Werte und/oder deren Veränderungen über der Zeit bewerten, beispielsweise mit Schwellwerten vergleichen, um in Abhängigkeit hiervon einen Perkolationsprozess in Gang zu setzen, insbesondere den Gärbehälter zu verkippen, was wiederum in der vorbeschriebenen Weise voll- oder halbautomatisch erfolgen kann.
  • Alternativ oder zusätzlich zu der genannten Druck- und/oder Temperaturüberwachung kann als den Gärprozess charakterisierender Parameter auch die Feuchte der Biomasse überwacht werden, wobei hier beispielsweise ein Feuchtesensor vorgesehen sein kann, mittels dessen die Feuchte gemessen werden kann. Sinkt die Feuchte der Biomasse zu weit ab, kann die Steuervorrichtung in der genannten Weise voll- oder halbautomatisch eine Perkolation veranlassen.
  • Alternativ oder zusätzlich zur direkten Feuchtemessung der Feuchte des Gärguts kann ggfs. auch die Perkolatmenge im Perkolatspeicher gemessen bzw. überwacht werden, beispielsweise dahingehend, dass wenn im Perkolatspeicher eine vorbestimmte Perkolatmenge und/oder ein vorbestimmter Füllstand erreicht ist, die Steuervorrichtung einen Perkolationsprozess in Gang setzt. Dies geht von der Überlegung aus, dass mit zunehmendem Abziehen von Perkolat aus der Biomasse in den Perkolatspeicher die Feuchte der Biomasse abnimmt.
  • Die Steuerung des Perkolationsvorgangs in Abhängigkeit zumindest eines der vorgenannten Parameter kann dabei dahingehend erfolgen, dass der Gärbehälter für eine vorbestimmte Zeitspanne und/oder um einen vorbestimmten Schwenkwinkel verkippt wird, um das Perkolat aus dem Perkolatspeicher in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich zu überführen.
  • Alternativ kann die Perkolation auch dynamisch in Abhängigkeit zumindest eines der vorgenannten Parameter gesteuert werden, dahingehend dass die Zeitspanne und/oder der Schwenkwinkel in Abhängigkeit des jeweiligen Parameters angepasst wird, beispielsweise dahingehend, dass bei einer größeren Perkolatmenge im Perkolatspeicher ein kleinerer Schwenkwinkel und/oder eine kleinere Verschwenkzeit vorgesehen wird als bei einer größeren Perkolatmenge, oder dass bei einem niedrigeren Druck und/oder einer niedrigeren Temperatur eine längere und/oder stärkere Verkippung vorgesehen wird als bei einem höheren Druck und/oder einer höheren Temperatur. Andere adaptive Anpassungen des Perkolationsprozesses sind möglich.
  • Der Schwenkwinkel des Gärbehälters kann dabei grundsätzlich verschieden gewählt sein, wobei ein Verkippen von etwa 30° ausreichend sein kann. Vorteilhafter Weise kann aber auch ein Schwenkbereich von etwa 90° Grad bis 270° Grad vorgesehen sein.
  • Insbesondere kann die Steuervorrichtung auch mehrere der vorgenannten Parameter berücksichtigen, beispielsweise dergestalt, dass als Basissteuerung eine Zeitsteuerung vorgesehen wird, die in vorbestimmten Zeitabständen ein Verschwenken des Gärbehälters vorsieht, wobei dann, wenn der überwachte Druck und/oder die überwachte Temperatur und/oder die überwachte Feuchte und/oder die überwachte Perkolatmenge einen vorbestimmten Wert erreichen, ein vorzeitiges Verkippen und damit eine vorzeitige Perkolation vorgesehen werden kann.
  • Dem Gärbehälter und/oder dem Perkolatspeicher kann auch eine Heiz- und/oder Kühlvorrichtung zugeordnet sein, um die Biomasse und/oder das Perkolat beheizen und/oder kühlen zu können, insbesondere um es in einem vorbestimmten Temperaturbereich halten zu können. Vorteilhafter Weise kann die genannte Heiz- und/oder Kühlvorrichtung von der Steuervorrichtung halb- oder vollautomatisch angesteuert werden, wobei eine Zeitsteuerung vorgesehen sein kann, die in vorbestimmten Zeitabständen die Heiz- und/oder Kühlvorrichtung betätigt. Insbesondere kann aber auch eine Temperaturregelung vorgesehen sein, die die Heiz- und/oder Kühlvorrichtung in Abhängigkeit von zumindest einem Temperatursensor betreibt, mittels dessen die Temperatur der Biomasse und/oder des Gärbehälters und/oder des Perkolatspeichers und/oder des Perkolats gemessen werden kann.
  • Um eine einfache Handhabung der Vorrichtung zu ermöglichen, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Gärbehälter direkt von oben mit Biomasse beladbar ist, wobei beispielsweise ein aufklappbarer oder in anderer Weise entfernbarer Deckel vorgesehen sein kann, mittels dessen der Gärbehälter an seiner Oberseite und/oder einer Einfüllöffnung verschlossen werden kann, wobei der Deckel bzw. der Gärbehälter eine Abdichtung aufweisen kann, um den Gärbehälter dicht verschließen zu können.
  • Vorteilhafter Weise kann der Gärbehälter Befestigungsmittel zum Befestigen eines Lastaufnahmemittels aufweisen, mittels dessen der Gärbehälter angehoben und umgestellt werden kann. Das genannte Befestigungsmittel kann insbesondere eine Anlenkkontur zum Befestigen eines Kranhakens und/oder eines Greifers und/oder eines Frontladers- oder Staplerhubmittels aufweisen.
  • Vorteilhafter Weise kann die Vorrichtung eine modularen Aufbau besitzen, die es ermöglicht, den Gärbehälter mit einer Dockingstation lösbar zu verbinden. Die genannte Dockingstation kann hierbei eine oder mehrere Komponenten der Schwenkvorrichtung und/oder des Schwenkantriebs und/oder eine oder mehrere Komponenten der vorgenannten Steuervorrichtung umfassen, beispielsweise eine oder mehrere Komponenten der vorgenannten Sensoreinrichtung oder Anschlüsse hierfür, beispielsweise in Form zumindest eines mit dem Gärbehälter verbindbaren Temperatursensors oder eines Sensoranschlusses hierfür, und/oder eines mit dem Gärbehälter verbindbaren Drucksensors oder eines Sensoranschlusses hierfür, und/oder eines in den Gärbehälter einbringbaren Feuchtesensors oder eines Sensoranschlusses hierfür und/oder eines mit dem Perkolatspeicher verbindbaren Füllstandsensors und/oder eines Sensoranschlusses hierfür.
  • Durch die modulare Verbindbarkeit mit einer Dockingstation ist es insbesondere möglich, den Gärbehälter zum Befüllen an einen entsprechenden Ort bzw. eine Befüllstation zu verbringen und nach dem Befüllen an den Ort zu verbringen, an dem der Gärprozess durchgeführt bzw. das gewonnene Biogas abgezogen bzw. gespeichert werden kann. Beispielsweise kann der Gärbehälter nach Art einer Wechseltonne zum Sammeln von Bioabfällen an einem ersten Ort aufgestellt werden und zur Durchführung des Gärprozesses an einen anderen Ort verbracht werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1: eine schematische, perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas, die den Gärbehälter und den darin integrierten Perkolatspeicher zeigt, der von dem die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich durch einen doppelten Boden abgetrennt ist.
  • Wie 1 zeigt, kann die Biogas- bzw. Fermentiervorrichtung 1 einen Gärbehälter 2 umfassen, der etwa tonnen- oder fassförmig ausgebildet sein kann. Das Fassungsvolumen kann hierbei grundsätzlich verschieden sein, wobei beispielsweise bei einem Durchmesser bzw. einer Dicke von etwa 1 m eine Höhe von etwa, 1,5 m vorgesehen sein kann. Diese Maße sind jedoch nur als Beispiel und keinesfalls beschränkend zu verstehen.
  • Der Gärbehälter 2 kann an seinem oberen Endabschnitt mittels eines Behälterdeckels 3 verschlossen werden, wobei vorteilhafter Weise eine Abdichtung und ein entsprechender Deckelverschluss vorgesehen sein können, um den Gärbehälter luft- bzw. gasdicht verschließen zu können. Der genannte Deckel 3 kann vorteilhafter Weise aufschwenkbar sein und/oder abnehmbar sein, um den Gärbehälter 2 direkt von oben her mit Biomasse befüllen zu können.
  • Wie 1 zeigt, kann der Gärbehälter 2 einen doppelten Boden 4 aufweisen, mittels dessen ein in den Gerätebehälter 2 integrierter Perkolatspeicher 5 von dem die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich 6 abgetrennt sein kann. Der genannte doppelte Boden 4 kann hierbei vorteilhafter Weise eine Perforierung 7 beispielsweise in Form von Durchgangsbohrungen und/oder -schlitzen aufweisen, sodass Perkolat aus der Biomasse in den Perkolatspeicher 5 abgezogen werden kann und umgekehrt im Perkolatspeicher 5 am Boden des Gärbehälters 2 befindliches Perkolat in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich 6 überführt werden kann, in dem der Gärbehälter 2 zusammen mit dem Perkolatspeicher 5 um eine liegende Schwenkachse 10 verkippt wird. Eine nur schematisch angedeutete Schwenkvorrichtung 8 kann an einer Oberseite und/oder seitlich an dem Gärbehälter 2 vorgesehen sein und einen elektrischen und/oder hydraulischen und/oder mechanischen Schwenkantrieb 9 aufweisen, mittels dessen der Gärbehälter 2 verschwenkt werden kann.
  • Die genannte Schwenkvorrichtung 8 kann hierbei eine Verschwenkung des Gärbehälters 2 um beispielsweise 90° Grad bis 270° Grad vorsehen, um das Perkolat aus dem Perkolatspeicher 5 durch die Perforierung 7 in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich 6 überführen zu können. Die genannte Perforierung 7 kann hierbei im gesamten doppelten Boden 4 oder auch nur einem Teil hiervon, beispielsweise einer Hälfte hiervon vorgesehen sein, insbesondere in der Behälterhälfte, die beim Verkippen des Gärbehälters 2 unten zu liegen kommt, sodass das Perkolat in den Gärbehälterbereich 6 überlaufen kann.
  • Um den Gärprozess überwachen und steuern zu können, kann die Vorrichtung 1 eine Sensoreinrichtung 11 aufweisen, die zumindest einen Sensor zum Erfassen zumindest eines den Gärprozess charakterisierenden Parameters aufweisen kann. Vorteilhafter Weise kann die Sensoreinrichtung 11 auch mehrere Sensoren aufweisen, beispielsweise einen oder mehrere Drucksensoren 12 zum Erfassen des sich im Gärbehälter 2 bildenden Drucks und/oder einen oder mehrere Temperatursensoren 13 zum Messen der Temperatur der Biomasse im Fermentier- bzw. Gärbehälterbereich 7 und/oder der Temperatur des Perkolats im Perkolatspeicher 5, und/oder einen oder mehrere feuchte Sensoren 14 zum Messen der Feuchte der Biomasse im Gärbehälterbereich 6 und/oder einen oder mehrere Füllstandssensoren 15 zum Erfassen des Füllstands des Perkolatspeichers 5 mit Perkolat. Eine Steuervorrichtung 16 kann das Verkippen des Gärbehälters 2 durch Ansteuern des Schwenkantriebs 9 und dann das Perkolieren der Biomasse in Abhängigkeit eines, mehrerer oder aller Signale der vorgenannten Sensoren steuern. Die Steuervorrichtung 16 kann auch einen Timer 17 zur Zeitsteuerung der Perkolation aufweisen, insbesondere zum Verkippen des Gärbehälters 2 in vorbestimmten Zeitabständen.
  • Die Steuervorrichtung 16 kann auch eine Heizeinrichtung 19 und/oder Kühlvorrichtung ansteuern, um die Temperatur des Gärbehälters 2 bzw. der darin aufgenommenen Biomasse und/oder des Perkolats verändern zu können, wie eingangs näher erläutert.
  • Der Gärbehälter 2 kann vorteilhafter Weise an eine Dockingstation 20 angeschlossen werden und/oder in ein Systemmodul integriert werden.
  • Wie 1 zeigt, kann der Gärbehälter 2 vorteilhafter Weise Befestigungsmittel 18 zum Befestigen eines Lastaufnahmemittels beispielsweise in Form eines Kranhakens oder für einen Frontlader oder einen Stapler aufweisen, um den Gärbehälter 2 anheben und umstellen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann der Gärbehälter 2 auch ein Fahrwerk beispielsweise in Form von Rollen aufweisen, um den Gärbehälter leichter verschieben zu können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10016152 A1 [0003, 0003]
    • DE 10129718 A1 [0003, 0003]
    • DE 202004007090 U1 [0004]
    • WO 2012/049290 A1 [0005]
    • DE 102004024143 A1 [0006]

Claims (23)

  1. Verfahren zur Gewinnung von Biogas, bei dem Biomasse in einem Gärbehälter (2) vergoren und mit Perkolat aus einem Perkolatspeicher (5) versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gärbehälter (2) zusammen mit dem Perkolatspeicher (5) verschwenkt wird, wodurch Perkolat aus dem Perkolatspeicher (5) in den die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich (6) des Gärbehälters (2) überführt und die Biomasse mit dem Perkolat versetzt wird.
  2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verschwenken des Gärbehälters (2) zeitgesteuert in vorbestimmten Zeitabständen vorgenommen wird.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschwenken des Gärbehälters (2) in Abhängigkeit zumindest eines den Gärprozess charakterisierenden Prozessparameters, der mittels einer Sensoreinrichtung (11) erfasst wird, vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei als Prozessparameter der Druck in dem Gärbehälter (2) und/oder die Temperatur der Biomasse und/oder des Perkolats und/oder des Gärbehälters und/oder des Perkolatspeichers (5) und/oder die Feuchte der Biomasse in dem Gärbehälter (2) und/oder der Füllstand des Perkolatspeichers (5) erfasst und der Gärbehälter (2) in Abhängigkeit des erfassten Drucks und/oder der erfassten Temperatur und/oder der erfassten Feuchte und/oder der erfassten Perkolatmenge verschwenkt wird.
  5. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zeitspanne und/oder der Schwenkwinkel des Verschwenkens des Gärbehälters (2) variabel in Abhängigkeit des zumindest einen Prozessparameters eingestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gärbehälter (2) um einen Winkel im Bereich von 30° bis 270°, vorzugsweise 90° Grad bis 270° Grad, verschwenkt wird.
  7. Vorrichtung zur Gewinnung von Biogas, mit einem Gärbehälter (2) zum Vergären von Biomasse, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwenkvorrichtung (8) zum Verschwenken des Gärbehälters (2) um eine liegende Schwenkachse (9) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei ein Perkolatspeicher (5) zusammen mit dem Gärbehälter (2) verschwenkbar und mit dem Gärbehälter (2) derart strömungsverbunden ist, dass beim gemeinsamen Verschwenken des Gärbehälters (2) und des Perkolatspeichers (5) Perkolat aus dem Perkolatspeicher (5) in den die Biomasse aufnehmenden Gerätebehälterbereich (6) überführbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkvorrichtung (8) einen Schwenkwinkelbereich von 90° Grad bis 270° Grad aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkachse (10) der Schwenkvorrichtung (8) höhenmäßig im Bereich des Schwerpunkts des bestimmungsgemäß befüllten Gärbehälters (2) angeordnet ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkachse (10) der Schwenkvorrichtung (8) im Bereich eines oberen Endabschnitts und/oder seitlich am Gärbehälter (2) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkvorrichtung (8) im Bereich eines oberen Endabschnitts und/oder seitlich am Gärbehälter (2) vorgesehen ist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schwenkvorrichtung (8) einen Schwenkantrieb (9) aufweist, wobei der genannte Schwenkantrieb (9) vorzugsweise einen Elektromotor und/oder einen Hydraulikaktor aufweist oder/oder mechanisch ausgebildet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Perkolatspeicher (5) in den Gärbehälter (2) integriert ist und durch einen doppelten Boden (4) von dem die Biomasse aufnehmenden Gärbehälterbereich (6) abgetrennt ist.
  15. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der doppelte Boden (4) eine Perforierung (7) in Form von Durchgangslöchern und/oder -schlitzen aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuervorrichtung (16) zum halb- oder vollautomatischen Steuern des Versetzens der Biomasse mit Perkolat vorgesehen ist.
  17. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch in Verbindung mit Anspruch 13, wobei der Schwenkantrieb (9) von der Steuervorrichtung (16) automatisch ansteuerbar ist.
  18. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (16) ein Zeitsteuermodul, das das Versetzen der Biomasse mit Perkolat und/oder ein Verschwenken des Gärbehälters in vorbestimmten Zeitabständen veranlasst, aufweist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Sensoreinrichtung (11) zum Erfassen zumindest eines den Gärprozess charakterisierenden Prozessparameters vorgesehen ist, wobei die Steuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Versetzen der Biomasse mit Perkolat und/oder das Verkippen des Gärbehälters (2) in Abhängigkeit des zumindest einen Prozessparameters zu steuern.
  20. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Sensoreinrichtung (11) einen oder mehrere Drucksensoren (12) zum Erfassen des Drucks im Gärbehälter (2) und/oder einen oder mehrere Temperatursensoren (13) zum Messen der Temperatur der Biomasse und/oder des Perkolats, und/oder einen oder mehrere Feuchtsensoren (14) zum Messen der Feuchte der Biomasse und/oder einen oder mehrere Füllstandssensoren (15) zum Messen der Perkolatmenge in dem Perkolatspeicher (5) aufweist, wobei die Steuervorrichtung (16) dazu ausgebildet ist, das Versetzen der Biomasse mit Perkolat und/oder das Verkippen des Gärbehälters (2) in Abhängigkeit des erfassten Drucks und/oder der erfassten Temperatur und/oder der erfassten Feuchte und/oder der erfassten Perkolatmenge zu steuern.
  21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem Gärbehälter (2) und/oder dem Perkolator (5) eine Heizeinrichtung (19) und/oder eine Kühleinrichtung zum Beheizen oder Kühlen zugeordnet ist.
  22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen modularen Aufbau besitzt und der Gärbehälter (2) an eine Dockingstation (20) anschließbar ist, welche Dockingstation (20) eine oder mehrere Bausteine der Schwenkvorrichtung (8) und/oder der Sensoreinrichtung (11) und/oder der Steuervorrichtung (16) aufweist.
  23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gärbehälter (2) Befestigungsmittel (18) zum Anschließen eines Lastaufnahmemittels vorzugsweise in Form eines Kranhakens und/oder Frontlader- oder Staplerhubmittels aufweist.
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