Pilot-, Versuchs- und Demonstrationsanlage zur Erzeugung von Ökostrom und Wärme aus Zuckerrüben. Die Pilot-Biogasanlage kann erstmals im Rahmen der ROPA Hausvorführung am  Sonntag den 21. November besichtigt werden.

In der direkten Angrenzung zum Firmensitz der ROPA Fahrzeug- und Maschinenbau GmbH in Sittelsdorf entsteht derzeit eine Pilot-, Versuchs- und Demonstrationsanlage zur Erzeugung von Biogas aus Zuckerrüben. Der Bauherr Hermann Paintner (Firmengründer der ROPA Fahrzeug- und Maschinenbau GmbH) ist zugleich Landwirt und möchte mit der Biogasanlage nicht nur den Wärmebedarf der Produktion der Firma ROPA decken, sondern viel mehr  wichtige Erkenntnisse über die Eigenschaften der Zuckerrübe als Gärsubstrat gewinnen. Insbesondere sollen konkrete Daten wie Gasausbeute, Wirtschaftlichkeit, Verweildauer,… sowie gesicherte Erkenntnisse über die Technik und die Einsatzmöglichkeiten von Zuckerrüben in der Biogaserzeugung gewonnen werden. Im Rahmen der Pilotanlage wird erstmals ein neuartiges Festbett-Fermentersystem in der Praxis auf Effizienz getestet und erforscht. Die fachtechnische und ökonomische Begleitung der Praxisanlage erfolgt durch die Technische Universität München – Weihenstephan in Zusammenarbeit mit dem KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft).

Flüssigsilierung von Zuckerrüben im säurefesten Ganzjahreshydrolyselager

Zuckerrüben sind das Hauptsubstrat für den Betrieb der Pilot-Biogasanlage und müssen deshalb für die Ganzjahresversorgung bereitgestellt werden. In der gemeinsamen Zusammenarbeit mit der Energie-Anlagen Röring und dem KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft) hat Hermann Paintner ein visionäres Konzept für die Umsetzung der Pilotanlage entwickelt. Um einen vollautomatisierten Betrieb zu ermöglichen, entschied sich Herrmann Paintner für das neuartige Verfahren der Flüssigsilierung von Zuckerrüben.

Nach der Trockenreinigung mit einer ROPA Verlademaus werden die Zuckerrüben fein geschreddert und direkt in das säurefeste Stahlbetonsilo mit 5000 m³ Fassungsvermögen eingebracht. Das fein vermahlene Rübenmus  siliert selbstständig (pH-Wert 3,2 bis 3,7) und kann so für die Ganzjahresversorgung der Biogasanlage bevorratet werden. An der Oberfläche des silierten Rübenbreies entsteht eine dünne Oxidationsschicht die einen selbständigen Gasabschluss bildet und somit  Luftaustausch und Verderb konsequent verhindert. => Das neuartige Verfahren der Flüssigsilierung von Zuckerrüben wird im Rahmen der ROPA Hausvorführung am Sonntag, den 21. November praktisch vorgeführt.

Vollautomatischer Anlagenbetrieb

Mit einer Excenterschneckenpumpe soll im späteren Anlagenbetrieb der Rübenbrei aus der Mitte des Silos entnommen  und zum Technikgebäude gepumpt werden. In einem Wiegebehälter mit Rührwerk werden die Zuckerrüben stündlich nach einem festen Verhältnis mit Gülle angemaischt und über einen externen Wärmetauscher auf die bedarfsgerechte Temperatur (thermophiler Anlagenbetrieb) angewärmt dem neuartigen Fermentersystem zugeführt.

 Pumpfähiger und zähflüssiger Rübenbrei (ph 3,2 bis 3,7) ermöglicht vollautomatischen Anlaggenbetrieb

Neuartiges Fermentersystem mit Festbett für mehr Energieeffizienz

Das kompakte Fermentersystem besteht aus insgesamt 3 Türmen mit je 3 Meter Durchmesser und 11 bzw. 9 Meter Höhe

Anlagenschema für den Betrieb mit flüssigsilierten Zuckerrüben im geschlossenen Anlagensystem

Im Ersten Turm (Upflowfermenter) wird das angewärmte Substrat von unten zugeführt. Weiter durchströmt es ein Festbettregister mit ca. 1000 m² fester Besiedlungsfläche für Bakterien. Am obersten Punkt des Fermenters wird es durch eine feste Rohrverbindung in den zweiten Turm (Downflowfermenter) weitergeleitet. Im Downflow-Behälter trennt sich das Substrat in zwei Fraktionen auf:

Nach unten hin setzt sich überschüssige Flüssigkeit und Gärrest ab. Auf dem Weg nach unten, durchströmt das Material ein weiteres Festbett mit ca. 1000 m² Besiedlungsfläche. In diesem Festbett bauen Mikroben die restliche verwertbare Biomasse, abgestorbene Bakterienmasse und Restsäuren, zu Biogas ab. Nur der Substratanteil, der im Down-Flow Reaktor 10 Meter gegen den Bläschenstrom absinkt, wird als Gärrest an der untersten Stelle des Behälters entnommen und in das Gärrestlager verpumpt. Kurzschlussströme sind völlig ausgeschlossen. Das Restgas-Potenzial im Gärrest ist auch wegen der hohen Verdaulichkeit von Zuckerrüben äußerst gering.

Von oben wird die aktive Biomasse des zweiten Turms (nicht ausreichend abgebautes Substrat und lebendige Bakterien) abgeführt und gemeinsam mit dem Biogas durch eine Rohrleitung in den dritten Turm (Reflow- Behälter) geleitet. Das Biomasseaufkonzentrat hat im Reflow- Behälter Zeit, um weiter zu faulen.  Automatisiert gesteuert, wird aus dem Reflow- Behälter das Substrat wieder in die Anmischkammer des ersten Turms gepumpt (Rezirkulation), so dass die aufkonzentrierten Bakterien intensiv mit dem frischen Substrat vermischt  werden. Wesentliche Vorteile dieses Systems sind  neben der Vollautomatisierung eine hohe Substratausnutzung bei geringem Raum- und Eigenenergiebedarf.

Jeden der Türme hat Hermann Paintner mit einem eigens entwickelten Trichter zur Sand- und Steinabscheidung versehen, so dass auch bei erhöhtem  Stein- oder Schmutzanteil ein uneingeschränkter Anlagenbetrieb möglich ist.

Wissenschaftliche Begleitung durch die TUM und das KTBL

Das erzeugte Biogas wird in einem BHKW mit einer Maximalleistung von 190 kWel zu Strom und Wärme gewandelt. Die Wärme wird als Ersatz für fossile Energieträger für die  Produktion der ROPA Fahrzeug- und Maschinebau GmbH eingesetzt. Die Fachtechnische und ökonomische Begleitung der Praxisanlage erfolgt durch die Technische Universität München – Weihenstephan in Zusammenarbeit mit dem KTBL (Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft).  Insbesondere sollen Ökonomie, Ökologie, Technik und Funktionssicherheit genauestens analysiert werden. Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschungsarbeiten sollen der Entwicklung effizienterer  Biogasanlagenkonzepte dienlich sein. Die Anlage befindet sich derzeit im Bau und soll bis voraussichtlich Mitte November den Anfahrbetrieb aufnehmen. Im Rahmen der großen ROPA Hausvorführung am Sonntag, den 21. November, kann die Biogasanlage erstmals besichtigt werden.

Die Zuckerrübe als Gärsubstrat gewinnt nicht nur aus Fruchtfolgegründen zunehmend an Bedeutung. Besonders die hohen Gaserträge pro Hektar in Verbindung mit der hohen Verdaulichkeit und schnellen Verfügbarkeit bewegen immer mehr Anlagenbetreiber, Zuckerrüben in Ihrer Ration einzusetzen. Durch das neue Verfahren der Flüssigsilierung mit dem „großen Vorteil“ der Automatisierbarkeit zeigen immer mehr Anlagenbetreiber großes Interesse am „Energiefutter“ Zuckerrübe.