HYGIENISIERTECHNIK
Die Hygienisierung in der Biogastechnik ist ein Vorgang, bei dem vergärbare Stoffe mindestens eine Stunde einer Temperatur von 70 °C ausgesetzt sind. Diese Entkeimungstechnik kann sowohl vor Beginn des Vergärprozesses partiell, als auch am Ende, dann aber zu 100 % erfolgen. Mit dieser Maßnahme sollen sogenannte belastete Stoffe keimfrei werden. Neben diesem Effekt wird die Vergärung der behandelten Stoffe verbessert und unerwünschter Unkrautsamen abgetötet, wodurch bei der Gärrestausbringung eine Verschleppung auf eigene oder fremde Felder vermieden werden kann.
Die Hygienisierung bekommt durch steigende Hygieneanforderungen in der Biogastechnik einen stetig steigenden Stellenwert. TEWE Elektronic befasst sich seit über 10 Jahren mit diesem Thema und hat in dieser Zeit verschiedene Verfahren entwickelt und erprobt. Sehr sicher ist das sogenannte Batch-Verfahren, bei dem die Masse in einem Behälter unter ständigem Rühren aufgeheizt und auf über 70° C gebracht und dann eine Stunde bei dieser Temperatur gehalten wird. Auch das Durchlaufverfahren wird angewendet, bei dem ein eigenständiger Wärmetauscher das Material erwärmt und dann in einem Behälter sammelt.
Die Heizenergie wird im Regelfall einem vorhandenen Blockheizkraftwerk entnommen, welches Heißwasser mit ca. 90 °C zur Verfügung stellt. Diese wird in allen Fällen durch Wärmeaustausch auf das Substrat übertragen. Da am Prozessende Substrat mit einer Temperatur von mindestens 70° C entsteht, ergibt sich teilweise die Notwendigkeit der Rückkühlung auf 40 °C. Dies kann in geringem Maße durch Wärmetausch, vorrangig aber mittels Kühlwasser oder Luftkühler erfolgen.
Das Substrat wird mit einer Pumpe aus einem Vorlagerbehälter zugeführt. Verschiedene Sicherungen und Verriegelungen in der Zu- und Ableitung sorgen dafür, dass Manipulation ausgeschlossen ist. Auf keinen Fall darf während des Prozesses Substrat zu- oder abgeführt werden können.
Mit unseren im eigenen Betrieb entwickelten Steuerungen erfolgt sowohl die Regelung, als auch die lückenlose Registrierung aller wichtigen Parameter zwecks Nachweis bei Kontrollen durch die Veterinärbehörden oder Genehmigungsbehörden.
Die von uns geplanten und erstellten Hygienisierbehälter sind im substratberührten Teil aus hochwertigem Edelstahl (V4A, 1.4571). Die Isolierung rundum erfolgt mit 80 mm Steinwolle und einer Edelstahl-Außenverkleidung. Jeder Behälter ist mit drei Temperaturmessrohren ausgestattet und im Regelfall mit einem Spitzboden zwecks besseren Auslaufs versehen. Ein langsam laufendes Rührwerk bewegt den Inhalt während des Aufheizvorgangs. Die im Behälter montierte Heizschlange aus V4A liegt direkt im Medium und hat damit eine optimale Wärmeübertragung. Durch diese Anordnung ist der elektrische Strombedarf für das Aufrühren sehr niedrig. Der gewogene Behälter hat am Auslauf einen Kompensator zwecks Aufhebung einer starren Verbindung zum Rohrsystem.
Unsere Hygienisierbehälter werden in der Regel auf elektronische Wiegesensoren gestellt. Dadurch kann die Befüllung und Entleerung gesteuert werden, ohne dass Sensoren im heißen Substrat montiert werden müssen. Zudem ist so eine lückenlose Gewichtserfassung der verarbeiteten Mengen möglich.
Der Verlauf der Temperatur, sowie der Rührwerkslauf während des Prozesses und andere Parameter werden in einem 6-Farben Papierschreiber registriert und können so jederzeit mit Datum und Uhrzeit langfristig zurückverfolgt werden.
Bei extrem problematischen Substraten kann die sogenannte Pasteurisierung angewendet werden. Bei dieser Technik wird ein druckfester Behälter verwendet, in den das Substrat mittels Pumpe, etc. eingefüllt wird. Die erforderliche Wärme kann dem BHKW am dann notwendigen Abgaswärmetauscher entnommen werden. Das Substrat wird auf 133° C erhitzt und verbleibt mindestens 20 Minuten in diesem Zustand. Danach wird der Kesseldruck entspannt und das Substrat der weiteren Verwendung zugeführt.
Anlagen für diesen Zweck unterliegen der Überwachung durch den TÜV und dürfen nur von geschultem Personal bedient werden. TEWE Elektronic kann solche Anlagen nach genauer Vorplanung liefern und installieren.
Durch das Aufheizen des Substrates auf 70°C haben wir ein sehr hohes Energiepotential im hygienisierten Substrat, das genutzt werden kann um das nicht hygienisierte Substrat aufzuwärmen. So benötigt man weniger Energie zum Aufheizen auf 70°C. Ein im System eingebundener Wärmetauscher übernimmt diese Temperaturübertragung zwischen den Substratströmen.
Beispiel: Nicht hygienisiertes Substrat mit 38°C aus einer Biogasanlage wird um
ca. 12°C erwärmt auf 50°C - das hygienisierte Substrat wird von 70°C auf 58°C abgekühlt.
Die Vorteile einer Wärmerückgewinnung sind zum einen die Energieeinsparung durch die
optimale Wärmenutzung - und zum anderen vertragen die nachgelagerten Behälter die hohe Temperatur von 70°C oft nicht - diese hohen Temperaturen können zu Rissen speziell in Betonbehältern führen. Weiterhin können durch die Wärmerückgewinnung mehr Zyklen am Tag pro Behälter gefahren werden - wodurch ein höhere Durchsätze erreicht werden - dies steigert die Effizienz der Gesamtanlage - der Nutzen der Hygienisierung wird erhöht.
Zusammengefasst haben wir folgende Vorteile bei Einsatz eines Wärmetauschers
in einer Hygienisierung:
- Energieeinsparung bis zu 35%
- Erhöhung des Gesamtnutzens
- Erhöhung der Tagesleistung
- optimale Ausnutzung der Behälterkapazität
- Schutz von nachgelagerten Behältern
