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| Die grundlegende Verfahrensweise ist in beiden Fällen gleich. Es muss sichergestellt sein, dass kein Substrat über Kurzschlussströmungen unzureichend thermisch behandelt ist. Allerdings ist eine Drucksterilisation für Substrate der Kategorie 2 apparate- und verfahrens- und sicherheitstechnisch deutlich aufwendiger. |
| Die Aufgabe In Faul- und Biogasanlagen werden auf den ersten Blick anscheinend wertlose, organische Abfallstoffe, s. Substratannahme, und nachwachsende Rohstoffe in methanreiches Gas umgesetzt. Bei dieser gemeinsamen anaeroben Stabilisierung von teilweisen Restprodukten aus der Landwirtschaft und Abfällen der industriellen Nahrungsmittelproduktion muss sichergestellt sein, dass durch die Abfälle der Nahrungsmittelproduktion keine Kontamination, insbesondere seuchenhygienisch bedenkliche Stoffe und/oder Bakterien, in die Entsorgungsprodukte der Biogasanlage gelangen können. Ist dieses der Fall, ist eine landwirtschaftliche Restverwertung nicht mehr möglich. Das erzeugte Gas wird in BHKW's in Strom umgesetzt. Nicht selten jedoch sind gut laufende Anlagen überdimensioniert und nur schwer wirtschaftlich zu betreiben. Das BHKW arbeitet nicht kontinuierlich oder nur mit einem schlechten Wirkungsgrad. In diesen Fällen kann die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage z.B. durch energiereiche Co-Substrate deutlich gesteigert werden. Auch bietet die Annahme von zu entsorgenden Reststoffen eine zusätzliche Einnahmequelle für den Betreiber der Biogasanlage. |
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Unsere Lösung Für diese Anlagen stehen eine Vielzahl von verwertbaren Produkten der Abfallwirtschaft zur Verfügung. Besonders mit fett- und ölhaltigen Stoffen (z.B. Schlachtabfälle, pflanzliche Extraktionsprodukte, Lebensmittelreste, Küchenabfälle, überlagerte Lebensmittel und Fettabscheiderinhalte) lassen sich hohe Gasausbeuten und hohe Methangehalte erzielen. Diese Stoffe können als Zusatzsubstrate der Gasanlage zugeführt werden. Durch eine Hygienisierung dieser Stoffe wird die seuchenhygienische Unbedenklichkeit der Faul-/Biogasanlage und deren Produkte sichergestellt. |
| Verfahrensprinzip Die angelieferten Reststoffe werden in einem Stapelbehälter gesammelt. Um eine sichere Hygienisierung ohne Rückvermischung zu gewährleisten, wird das Substrat chargenweise aufbereitet. Üblicherweise erfolgt die Hygienisierung drucklos bei etwas über 70 °C über eine Stunde (bei der Drucksterilisation auch bei 133 °C, 3 bar für 20 Minuten). Das nebenstehende Bild zeigt eine wandbeheizte, sehr einfache Hygienisierungsanlage. Die speziellen Wandungen des Hygienisierungsbehälters dienen gleichzeitig als Wärmetauscherfläche. Die Erwärmung erfolgt mit der Abwärme aus dem BHKW. Die Reinigung deratigern Anlagen kann für das Betriebspersonal unverhältnismäßig aufwendig sein. Auch ist der Wärmeübergang im Betrieb nur schwer zu beeinflussen. Aus diesen Gründen sollte daher in vielen Fällen einem externen Wärmetauscher der Vorzug gegeben werden. Hierbei besteht die Möglichkeit den Wärmeübergang besser zu beeinflussen und ggf. die Kapazität der Anlage zu erweitern. Auch eine automatisierte Reinigung der Wärmetauscherobflächen ist bei einigen Wärmetauschersystemen möglich. |
 Einstufige Hygienisierung im Batchverfahren, wandbeheizt  Einstufige Hygienisierung im Batchverfahren, mit externem Wärmetauscher |
Es
gibt bei den Anlagen zur Hygienisierung eine Vielzahl von
verfahrenstechnischen Lösungen, die sich aus den jeweiligen
Randbedingungen ergeben. Wesentliche, bestimmende Faktoren sind dabei:
Zur Erarbeitung eines auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittenen Anlagenkonzepts haben wir einen entsprechenden Fragebogen erarbeitet, den wir Ihnen gern auf Anforderung zusenden. Eine Anlage zur Hygienisierung besteht dann üblicherweise aus ein bis drei Hygienisatoren. Meist wird die Anlage mit dem Kühlwasser des BHKW's beheizt. In vielen Fällen kann auch eine Dampfinjektionsbeheizung sehr sinnvoll sein, zumal dann die Wärmetauscher entfallen können. Nachfolgend sind einige Beispiele für die verschiedene Anlagetechnologie aufgeführt: |
| Anlagen mit einem
Hygienisator Anlagen mit einem geringen Durchsatz werden üblicherweise mit einem Behälter zur Hygienisierung errichtet. Die technischen Vorteile der Mehrbehälteranlagen stehen hier noch in keinem Verhältnis zu den erhöhten Investitionskosten. Dargestellt ist eine Variante mit externem Wärmetauscher und einem Zirkulationskreislauf. Dabei erfolgt die Zirkulation und der Ablauf der Anlage über die gleiche Pumpe. Auf das Rührwerk kann verziochtet werden, wenn in der Zeit der Hygienisierung die Zirkulation in Betrieb ist. |
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Anlagen mit zwei Hygienisatoren Dieses Anlagenkonzept eignet sich für mittlere Anlagegrößen. Ein Wärmetaucher wird dabei wechselseitig von zwei Hygienisatoren verwandt. Gegenüber einer einstufigen Anlage gleicher Kapazität sind die erforderlichen Energiespitzenleistungen deutlich geringer, da die Wärme für die gleiche Substratmenge kontinuierlicher abgefordert wird. Gegenüber einer vergleichbaren einstufigen Anlage sind auch meist die Investitionskosten etwas niedriger. |
| Anlagen mit drei Hygienisatoren Diese Anlagen sind eher für etwas größere Durchsatzmengen konzipiert und zeichnen sich durch einen quasikontinuierlichen Betrieb aus. Dabei kann oft auf relativ einfache Weise eine Wärmerückgewinnung / Rückkühlung realisiert werden. Die drei Reaktoren (4a, b, c) werden wechselseitig beschickt (1) und in einem Wärmetauscher (3) aufgeheizt. Eine Wärmerückgewinnung (2) lässt sich leicht integrieren. Der Ablauf zum Biogasreaktor (5, 6) erfolgt ebenfalls quasikontinuierlich. Der Vorteil diese kontinuierlichen betiebsweise liegt in der optimalen Nutzung der verfügbaren Recourcen. So wird bis auf bei kurzen Taktumschaltzeiten die Wärme kontinuierlich abgenommen, es müssen keine Spitzenlasten zur Verfügung gestellt werden. Auch eine mögliche Vor- oder Nachbehandlung arbeitet kontinuierlich . Sollte beispielsweise die Heizwassertemperatur zu gering sein, und damit die Hygieniserungstemperatur nicht ganz erreicht worden sein, sollte über eine Zirkulation jeder einzelne Behälter nacheizbar sein. Auf eine Wärmerückgewinnung kann verzichtet werden, wenn die nachfolgenden Biogasreaktoren mit der im hygienisierten Schlamm enthaltenen Wärme aufgeheizt werden können und eine Überhitzung z.B. durch Zugabe weiterer Substrate ausgeschlossen ist. |
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| Die
Hygienisierung bzw. Pasteurisierung mit drei Behältern ist
von den verschiedenen Verfahrensvarianten meist am besten
geeignet, um ggf. die gesamten Klärschlämme einer
Kläranlage vor der Faulung zu behandeln. Neben der optimalen
Wärmenutzung kommt hinzu, dass ähnliche Effekte wie bei dem
Verfahren zur thermisch-chemischen
Desintegration mit genutzt werden können und damit die
Faulgasausbeute steigt.. |
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Dampfstrahlerverfahren Steht für die Aufheizung Dampf zur Verfügung und kann dieser direkt in das Produkt, bei geringen Volumenströmen über einen Bypass, eingebracht werden. Über einen Dampfstrahler wird der Dampf während der Beschickungsphase direkt in den Produktstrom eingebracht und dabei das Substrat auf die gewünschte Temperatur erhitzt. In dem Hygienisator verweilt des Substrat die erforderliche Zeit und wird durchmischt. Damit werden Kältenester wirkungsvoll verhindert. Steht kein definierbarer Zulauf, z.B. bei einer Tankwagenbeschickung zur Verfügung ist ein Vorlagebehälter mit einer Beschickungspumpe erforderlich. Die Dampfzufuhr wird über eine Regelarmatur gesteuert. Ein Dampfinjektorsystem kann auch in eine Zirkulation eingebuden sein oder wechselseitig auf zwei Hygienisatoren wirken: |
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| Anlage
zur Hygienisierung mit einer Dampfinjektion im Zulauf auf zwei
Hygienisatoren |
| Die
aufgeführten Verfahrenstechniken zeigen nur einen Einblick in die
unterschiedlichen Möglichkeiten zur Hygienisierung. Gern unterstützen wir Sie beim Bau
Ihrer individuellen Anlage, fragen Sie uns. |
| Technische
Daten PONDUS-Hygienisierungsanlagen werden für alle vorkommenden Leistungen gebaut. Üblicherweise kommen nebenstehende Parameter zur Anwendung: |
Substrate
der Kategorie 3 Hygienisierungstemperatur: 70 °C Hygienisierungszeit: 1 Stunde Heizmedium: Heizwasser/Rauchgase/Abwärme/Dampf Verfahren: batch / quasikontinuierlich |
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