Sinnrgie GmbH
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Das Sinnrgie-Verfahren

Die meisten bekannten Verfahren zur Biogaserzeugung lassen sich grob in Nass- bzw. Trockenfermentation (besser Feststofffermentation) gliedern.

Die Verfahren der Nassfermentation zielen im Allgemeinen auf ein möglichst homogenes flüssiges Gemisch im Fermenter ab. Die Durchmischung geschieht entweder mechanisch über ein Rührwerk oder hydraulisch über Düsen.

Die Homogenisierungseinrichtung ist im Fermenter eingebaut und somit für Wartung und Instandhaltungsarbeiten schwer zugänglich. Auch ist es bislang schwierig, sehr große Fermenter zu rühren. Vor allem wenn feststoffreiche, zur Schwimmdecken-Bildung neigende Biomassen verarbeitet werden, ist ein hoher technischer Aufwand sowie meist ein hoher Prozessenergiebedarf erforderlich. Konzepte, die versuchen, den Fermenterinhalt anlog zu eingebauten Rührwerken mit Rührdüsen zu bewegen, benötigen viel Pumpenenergie.

Weiter sind Verfahren der Trockenfermentation bekannt, bei denen das größtenteils nicht fließfähige Substrat in einen Fermenter eingebracht und beregnet wird. Ein Problem dabei ist der Ein- und Austrag von Biomasse. Entweder muss dazu der Fermenter geöffnet werden oder es sind aufwendige technische Einrichtungen im Fermenter erforderlich. Der Abbaugrad der organischen Masse (= Biogasertrag) ist dabei aufgrund mangelnder Durchmischung nicht vollständig.

Das SINNRGIE Verfahren ist ein neues Konzept, das zur Homogenisierung ein neues Umwälzverfahren einsetzt und bei der baulichen Gestaltung neue Wege geht.
Pump und Heiztechnik befinden sich in einem Zentraltechnikum, d.h. einem wasserdichten Ortbetonrundbehälter der sich mitten im Fermenter befindet. Nur ein drehbarer Dom aus Edelstahl mit einem Durchgang für die Beregnungsdüse ragt über den Flüssigkeitsspiegel hinaus in den Gasbereich.

Dabei wird flüssiges Substrat unten aus dem Fermenter entnommen und durch eine Pumpe (zur Beheizung gegebenenfalls noch über den Substratwärmetauscher geleitet) über die Beregnungsdüse auf die Substratoberfläche im Fermenter gespritzt.

Durch die zentrale Anordnung kann mit einfachem Schwenken die gesamte Oberfläche punktuell beregnet werden. Der Düsenstrahl wird nicht direkt in den Fermenterinhalt, sondern in einem flachen Winkel nach oben gerichtet, und fällt dann in einem Bogen auf die Substratoberfläche.

Durch die Beregnung des Fermenterinhalts mit gebündeltem voluminösem Flüssigkeitsstrahl wird bei niedrigem Energieaufwand eine sehr gute vertikale Durchmischung erreicht. In Verbindung mit der Beweglichkeit der Düse und der Reichweite des Strahls ist diese Wirkung auch bei sehr großen Fermenterdurchmessern möglich.

Die gezielte Durchmischung in horizontaler Richtung erfolgt durch die gesteuerte Bewegung des Düsenstrahls an jede Stelle der Substratoberfläche.

Das System bietet die Möglichkeit, Bereiche im Fermenter unterschiedlich stark zu mischen und so Zonen mit unterschiedlichem Milieu (pH-Wert, Redoxpotential, etc) für Mikroorganismen zu schaffen. Durch unterschiedliche Beregnungsintensität (Flüssigkeitsmenge und Dauer) kann die horizontale Schichtung und damit auch die vertikale Zonierung des Fermenterinhaltes stark beeinflusst werden.

Im Bereich der Eintragung frischer Biomasse bietet es sich an eine Hydrolyse- und Versauerungszone zu schaffen. Indem die Hydrolysezone unterschiedlich stark beregnet wird, gelangen entsprechende Mengen an gelösten Stoffen (hauptsächlich organische Säuren) aus dem Bereich der Acetogenese in den Bereich der Methanogenese und werden dort zu Biogas umgesetzt.

Es entsteht ein sehr vorteilhafter Vorratsbunker mit frischer Biomasse im Fermenter, der eine diskontinuierliche Zugabe von frischer Biomasse mit Zeitabständen von bis zu drei Tagen ermöglicht - bei gleichmäßiger Biogasproduktion.

Durch entsprechende Beregnung und durch biologischen Abbau, wird der feste Input zu einem zumindest fließfähigen Schlamm. Das wird auch bei hohen Anteilen an inerter Biomasse oder hohem TS- Gehalt im Input erreicht. Der Gärrest fließt in jedem Fall ohne weitere Einrichtungen durch eine entsprechend große Öffnung (DN 400) aus dem Behälter.

Welche Beregnungsintensität an welcher Stelle gewählt wird, hängt sehr von der eingebrachten Biomasse ab. Sie kann zwischen 1 und 5 m³ Flüssigkeit pro m² Substratoberfläche und Tag liegen.

Beim SINNRGIE Verfahren unterliegt die eingebrachte Biomasse einer stark unterschiedlichen Verweilzeit im Fermenter. Weitestgehend abgebaute Biomasse wird in gelöster Form oder als Suspension mit feinen Partikeln durch die Beregnung im Fermenter nach unten transportiert und verlässt den Fermenter schon nach wenigen Tagen. Schwer abbaubare Biomasse verbleibt als große Partikel bis zu über einem Jahr im Fermenter.

Aktive (gasbildende) Partikel befinden sich ebenfalls im oberen Bereich des Fermenters (wegen des Auftriebs durch anhaftendes Gas). So wird bei der Entnahme im unteren Bereich fast nur ausgefaultes Substrat ausgetragen und ein hoher Gasertrag erreicht.

Wirtschaftlichkeit
Eine überragende Wirtschaftlichkeit ergibt sich aus der einfachen Nutzungsmöglichkeit von Reststoffen und Abfällen die in herkömmlichen Anlagen entweder gar nicht oder nur mit unvertretbar hohem technischem Aufwand verwertet werden konnten.

Zudem
Sinnrgie-Anlagen erreichen bereits nach spätestens vier Wochen ihre volle Leistung. Sie haben einen sehr geringen Eigenstromverbrauch. Die Anlage bringt wenig Betreuungs- und Arbeitsaufwand mit sich. Sie braucht am Wochenende keine Betreuung, da außer dem BHKW keine Technik in Betrieb ist. Die Wartungs- und Instandhaltungskosten sind sehr gering, weil wenig bewegliche Teile an der Anlage sind.