Den Inhalt von Biogasanlagen besser durchmischen mittels Prozess-Tomographie - das ist das Ziel eines Projektes des Fraunhofer Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS), Dresden und der KSB AG aus Halle. Das Forschungsvorhaben startete im November 2011, es wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (
BMELV) über dessen Projektträger, die Fachagentur
Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), gefördert.
Zur Auslegung der Mischsysteme von Biogas-Anlagen werden bislang numerische Strömungssimulations-Modelle verwendet. Diese können das Fließverhalten von Biogassubstraten jedoch nicht vollständig abbilden. Denn
Gülle, Pflanzensilage und Co. zählen zu den sogenannten nicht-Newtonschen Fluiden, deren Fließverhalten sich je nach Stärke der auf sie einwirkenden Kräfte verändert.
In der Folge entstehen Toträume, Sink- und Schwimmschichten im Fermenter, in denen keine optimale Vergärung stattfindet. Nur circa 50 bis 80 Prozent des vorhandenen Reaktorvolumens werden so in den Mischprozess einbezogen, haben die KSB AG und das Fraunhofer IKTS unabhängig voneinander errechnet. Ein Großteil der Rohstoffe steht somit nicht oder nur eingeschränkt für die Vergärung zur Verfügung - hier besteht ein erhebliches Optimierungspotenzial.
Das IKTS und die KSB AG wollen die numerischen Modelle nun mit Hilfe der Prozess-Tomographie für die Anwendung im Biogasbereich optimieren. Am Ende des Projektes soll ein allgemeingültiges Werkzeug zur Auslegung von Rührsystemen für Biogasanlagen vorliegen.
Die Prozess-Tomographie ist eine Methode zur Visualisierung und quantitativen Bewertung von Mischprozessen von undurchsichtigen, faserreichen und dickflüssigen Stoffen. Dafür werden an einem Reaktor, der mit der zu vermessenden Flüssigkeit befüllt ist, auf mehreren Ebenen Sensoren angebracht. Sie ermitteln die unterschiedliche elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit auf den verschiedenen Ebenen, die ein Rechner dann in ein mehrdimensionales Bild überträgt. (fnr)
