ModBioEN

Entwicklung und Zusammenstellung einer PILOTANLAGE einer containerbasierten Hochleistungsbiogasanlage mit Testeinsatz in realen Umgebungsbedingungen zur Erschließung von biogenen Rest- und Abfallstoffen

01.09.2023

31.08.2026

FKZ-Nr.:

03EI5463

Ziel des Projektes ist es die im Technikum entwickelte Technologie aus der Hochschule heraus in eine Pilotanlage zu überführen und in eine reale Testumgebung bringen, d.h. den Technologiereifegrad von Level 5 auf Level 7 zu steigern. Die zu entwickelnde Pilotanlage soll in einen realen, bestehenden Stoff- & Energiekreislauf für konkrete Anwendungsfälle eingebunden werden.

Unsere Motivation ist es biogene Rest- und Abfallstoffe, die in mittleren Mengen (z.B. bei kleineren Betrieben & Kommunen) anfallen, zu nutzen. Dabei fokussieren wir auf Stoffe die bisher meist energetisch ungenutzt kompostiert werden oder mit in das Abwasser eingeleitet werden. Dafür entwickeln wir eine modular aufgebaute, transportable, containerbasierte Biogasanlage für den kleinen und perspektivisch auch den mittleren Leistungsbereich. Somit wird es möglich, dass auch kleinere und mittlere Mengen an biogenen Reststoffen genutzt werden, die Anzahl der kleineren Biogasanlagen steigt und die Strom- und Wärmeerzeugung noch lokaler erfolgen kann. Ganz konkret wollen wir dies am Beispiel der Reststoffe einer regionalen kleineren Brauerei, einer Safterei und einer Kommune demonstrieren.

Biomethan, Steigerung Prozess-Effizienz/-Effektivität, Rest- und Abfallstoffe

AP1) Planung, Projektierung, Berechnung, zur PILOT-Gesamtanlage AP2) Versuche im LABOR zu den Teststoffen (Heißtrub, Hefewasser, Spülbier, etc.) AP3) Entwicklung & Versuche im TECHNIKUM AP4) Versuchsbetrieb & Prozessoptierung in Reichenbach, & Labor & Technikum AP5) Versuchsbetrieb & Prozessoptierung bei Safterei Linke GmbH, & Labor & Technikum AP6) Versuchsbetrieb & Prozessoptierung bei Brauerei, & im Labor & Technikum AP7) Auswertung der Versuchsergebnisse, Modellierung, Präsentation AP8) Dokumentation, Anbahnung Projekte, Publikation, Abschlussbericht

- Entwicklung eines Gesamtanlagenkonzeptes - Entwicklung & Engineering der modularen Gesamtanlage - Fertigungsplanung und Vorbereitung - Aufbau der Container-Gesamtanlage - Funktions- & Sicherheitstests (hydraulisch), Inbetriebnahme - Betriebsanweisungen & Übergabe - Wartung, Optimierung, Weiterentwicklung

- Planung, Auswahl der elektrischen Bauteile (Sicherungen, Schütze, Relais, Klemmen, Ex-Trennverstärker, etc.) - Auswahl und Einkauf geeigneter Sensorik unter Beachtung der Skalierung - Planung der Verdrahtung der Schaltschränke; Erstellung der Stromlaufpläne - Elektrische Verdrahtung der Schaltschränke, Verdrahtung der Sensorik zum Schaltschrank - Einbau der Schaltschränke in den Container, Verkabelung, Stromanschluss, Einbau von Licht und sonstigen Hilfsaktoren - Anschluss der Gassensorik an die Steuerung incl. Buskonverter, - Inbetriebnahme der Sensorik: Einstellung von Busadressen, Busraten, etc. - Parametrieren der Sensorik - Signaltests aller Sensoren, Testansteuerung aller Aktoren, ggf. kalibrieren, ggf. Verdrahtung prüfen - Systemkopplung Einbindung der Fremdsysteme von Fraunhofer - Kopplung der Steuerungen (Fraunhofer & Hochschule), Festlegung von Master- und Slave-Systemen - Funktions- & Sicherheitstests (elektrisch), Inbetriebnahme

- Auswahl, Einkauf und Modifikation des BHKW, Buskopplung, etc. - Planung der Infrastruktur zur Aufstellung der MHL-BGA - Bereitstellung der Medienanschlüsse (Wasser, Abwasser, Strom 63 A), Punktfundamente - Koordination der Bereitstellung der kommunalen Reststoffe - Ausschleusung von Fremdkörpern - Prozessoptimierung

- Umsetzung Substratvorbehandlungsmodul und Entschwefelungscontainer - Modifikation der Substratvorbehandlung - Laboruntersuchungen Substrataufbereitung - Einbindung und Auslegung Entschwefelung - Fachlich und analytisch Begleitung Versuchsbetrieb Pilotanlage - Dokumentation, Berichtswesen

- Entwicklung eines montagefreundlichen Flachbodenbehälters als Containervariante für die Flüssigfermentation und Hydrolyse mit Festbetteinbauten, Fußboden- und/oder Wandheizung - Abstimmung der Behälterkonstruktionen und Schnittstellen mit allen Projektpartnern, - Übergabe der optimierten CAD-Modelle an die Firma RuC zur Planung der Verrohrung - Fertigung & Montage der GFK-Behälter, Vor-Ort-Montage der Hydrolyse-, Fermenter- und Wasserbehälter - Funktions- & Sicherheitstests pneumatisch/ hydraulisch, Inbetriebnahme - Ggf. Nachrüsten von Flanschen an den Behältern für Armaturen und Ausstattungen für weitere Sensorik, bzw. für den einzelnen Anwendungsfall (substratspezifische Gegebenheiten). - Ergänzung / Anpassung der Behälter für den konkreten, einzelnen Anwendungsfall, z.B. Pufferbehälter zwischen den Prozessen