Einfluss der Rheologie auf das Strömungsregime in gerührten großtechnischen Biogasreaktoren

• Published in: Chemie ingenieur technik Vol. 84; no. 11; pp. 2048 - 2056
• Main Authors: Brehmer, Manuel, Eppinger, Thomas, Kraume, Matthias
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Weinheim WILEY‐VCH Verlag 01.11.2012
• Subjects: Biogas; Computational fluid dynamics; Corn silage; Flow pattern; Gärsubstrate; Rheologie; Rheology; Strömungsregime; Submersible mixers; Tauchmotorrührwerke
• ISSN: 0009-286X; 1522-2640
• DOI: 10.1002/cite.201200062

Trotz des großen Anteils an den Stromgestehungskosten erfolgt die Auslegung der Rührtechnik in Biogasreaktoren nach wie vor empirisch. Im Rahmen dieses Artikels werden die Auswirkungen der Positionierung der Rührtechnik auf das Strömungsregime und folglich auf die Gasausbeute dargestellt. Dafür wird einleitend auf die Rheologie unterschiedlicher Gärgüter des Biogasprozesses eingegangen. Mit einem Rohrviskosimeter können für biogene Reststoffe, Klärschlamm und Maissilage exakte Messungen durchgeführt werden, die als Grundlage für die weiterführenden Strömungsuntersuchungen dienen. Diese zeigen, dass das durchmischte Volumen entscheidend von der Positionierung der hier betrachteten Tauchmotorrührwerke sowie der Substratzusammensetzung bzw. deren Rheologie abhängt. The design of mixing technique is still empirical in biogas plants in spite of the large proportion of the electricity production costs. The effect of the flow pattern through the positioning of the agitators and consequently on the gas yield are presented in this article. To begin with, the rheology of various substrates of the biogas process is discussed. Precise measurements for organic waste, sewage sludge and corn silage can be made with a tube viscometer; these measurements will serve as the basis for further studies of the flow pattern. These studies demonstrate that the mixed volume depends on the positioning of the submersible mixers, as well as the substrate composition and their rheology. Durch den Einsatz eines Rohrviskosimeters konnten komplexe Substrate für die Biogasproduktion exakt rheologisch charakterisiert werden. Auf Basis dieser neuen Daten wurden anschließend experimentelle und numerische Untersuchungen zur Lokalisierung von Stagnationszonen in Abhängigkeit der Rührwerksposition im großtechnischen Biogasreaktor durchgeführt.