Krefeld, Deutschland
Wenn der Energiebedarf den Takt vorgibt: Verlässliche Rührtechnik für Biogasanlagen
Bei einer Biogasanlage nahe Krefeld schwankt die tägliche Fütterungsmenge zwischen 35 und 80 Tonnen, um die Gasproduktion an die Energienachfrage anzupassen. Für einen zuverlässigen Anlagenbetrieb sorgt das Zentralrührwerk Z-MIX von SUMA.
Ursprünglich wurden Biogasanlagen mit Blockheizkraftwerken für die kontinuierliche Strom- und Wärmeerzeugung konzipiert. Mit dem Auslaufen bisheriger EEG-Vergütungszeiträume suchen viele Betreiber nach wirtschaftlichen Zukunftsmodellen und setzen häufig auf eine marktorientierte Strom- und Wärmeproduktion. Eine Anlage in Nordrhein-Westfalen steuert schon jetzt ihre Gasproduktion über eine angepasste Substratzufuhr und gleicht kurzfristige Schwankungen mit einem Gasspeicher aus.
Variable Fütterungsmengen fordern die Rührtechnik
Je nach Prognose werden dem Fermenter täglich zwischen 35 und 80 Tonnen zugeführt, deren Zusammensetzung abhängig von der Verfügbarkeit der Einsatzstoffe ist. Dazu zählen Gülle, Mist sowie Abfallprodukte aus dem Gemüseanbau, insbesondere Kartoffel- und Zwiebelreste. Vor der Einbringung in den Behälter wird die Inputmasse zerkleinert und mit Rezirkulat verdünnt. Die stark schwankende Substratmenge und -charakteristik stellen für die Durchmischung des Fermenters eine zentrale Herausforderung dar.
„Der bedarfsgerechte Ansatz erfordert ein hohes Maß an Flexibilität – sowohl beim Anlagenbetrieb als auch bei der Biologie im Fermenter. Es wird Anlagentechnik benötigt, die die wechselnden Prozessanforderungen zuverlässig beherrscht. Genau dafür ist unser Z-MIX ausgelegt: Er ist auch unter variierenden Bedingungen effizient und sorgt für einen stabilen Anlagenbetrieb“, sagt Dominik Stimmelmayer, Teamleiter Anwendungstechnik bei SUMA.
Prozessstabilität und maximale Betriebssicherheit
Der Behälterbauer wählte für den 20 m hohen Stahlfermenter mit 18 m Durchmesser und einem maximalen Volumen von 4.489 m³ das Zentralrührwerk Z-MIX von SUMA, das mithilfe von CFD-Simulationen auf die definierten Anforderungen ausgelegt wurde.
Die strömungsoptimierten Paddel erzeugen eine starke vertikale Durchmischung und sorgen für eine hohe Umwälzrate im gesamten Behältervolumen. Die gleichmäßige Temperaturverteilung, erfasst durch mehrere installierte Sensoren, zeigt einen hohen Homogenisierungsgrad ohne Schichtenbildung. Eingesetzt wird das 30 kW Rührwerk mittels eines Frequenzumrichters mit einer Nenndrehzahl von 14 Umdrehungen pro Minute im Dauerbetrieb. SUMA hat diesen Rührwerkstyp speziell für hohe Fermenter entwickelt und verfügt über verschiedene Baugrößen für Behälter bis ca. 10.000 m³.
Reserven für die Zukunft
Mit der vorgesehenen Erhöhung des Mistanteils steigt der Trockensubstanzgehalt von derzeit 8 % auf 10 %. Um auch unter diesen anspruchsvolleren Bedingungen eine zuverlässige Durchmischung sicherzustellen, wurden Leistungsgrenze, Materialauswahl und Komponenten des Zentralrührwerks entsprechend gewählt. Darüber hinaus sind Antrieb, Lagerung und Dichtung von Außen zugänglich, um Kontroll- und Wartungsarbeiten mit geringem Aufwand zu ermöglichen, ohne den Behälter öffnen zu müssen.
Als weiterer Entwicklungsschritt ist die Integration einer Brennstoffzelle in das Anlagenkonzept des Betreibers vorgesehen. Damit kann die Nutzung des erzeugten Biogases künftig noch flexibler und stärker an die Nachfrage des Energiemarkts angepasst werden. Die Kombination aus bedarfsgerechter Fahrweise und leistungsfähiger Rührtechnik schafft dabei die Voraussetzungen für einen stabilen und wirtschaftlichen Anlagenbetrieb auch unter wechselnden Bedingungen im Fermenter.
