Entwicklung eines Steuerungs- und Regelkonzepts für Mischprozesse in Biogasfermentern auf der Basis zu validierender Prozessmodelle, Teilvorhaben 2: Maximierung der Raum-Zeit-Ausbeute in Biogasreaktoren unter Nutzung optischer Messmethoden

Description: Im Rahmen des Verbundvorhabens sollen durch den Einsatz der Constant-Temperature-Anemometry, der magnetisch induktiven Geschwindigkeitsmessung und der Particle-Image-Velocimetry Aussagen zur Maximierung der Raum-Zeit-Ausbeute, das heißt einer möglichst vollständigen Einbeziehung des gesamten Reaktorinhaltes in den Mischprozess, abgeleitet werden. An Hand dieser Erkenntnisse werden anschließend Kriterien zur Übertragung relevanter Forschungsergebnisse in den Praxisbetrieb erarbeitet, Maßnahmen zur Vermeidung von Betriebsstörungen abgeleitet und ein Steuerungskonzept für das Rührsystem des Biogasreaktors entwickelt. Durch den Einsatz von Messsonden und optischer Messverfahren werden Geschwindigkeitsfelder sowie Mischzeiten in einer zur großtechnischen Biogasanlage geometrisch ähnlichen Pilotanlage ermittelt. Dabei wird auf ein Modellmedium mit den für Gärsubstrate charakteristischen rheologischen Eigenschaften zurückgegriffen. Der Einsatz von Messsonden ermöglicht die schnelle, punktuelle Charakterisierung des Strömungsregimes. Fluiddynamisch relevante Gebiete werden so detektiert und mittels PIV näher untersucht. Auf Basis dieser neuen Ergebnisse sowie bereits vorliegender Resultate aus einer Technikumsanlage werden Kriterien zum Scale-up erarbeitet, welche durch Geschwindigkeitsmessungen an Biogasanlagen weiter präzisiert werden. Systematische CFD-Simulationen der Strömungsregime in Abhängigkeit der Rührwerkspositionierung und Reaktorgröße unterstützen die exp. Arbeiten.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Biogasanlage ? Sensor ? Bioreaktor ? Fermentation ? Korrelationsanalyse ? Regeltechnik ? Temperatur ? Verfahrensparameter ? Messverfahren ? Simulation ? Stoffgemisch ? Strömungsmechanik ? Laborversuch ? MSR-Technik ? Betriebsstörung ? Datenerhebung ? Pilotprojekt ? Versuchsanlage ? Effizienzsteigerung ? Anlagenbemessung ? Geschwindigkeitsmessung ? Maßstabsvergrößerung ? Optimieren der Fahrweise ? Rheologie ? Rührtechnik ?

Region: Berlin

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat (Finanzielle Förderung)
• Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2013-09-01 - 2016-02-29

Resources

• Webseite zum Förderprojekt

  https://www.tib.eu/de/filter/?repno=22005813 (Webseite)

Status

Aktiv

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