DE102014114727A1

DE102014114727A1 - Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere

Info

Publication number: DE102014114727A1
Application number: DE201410114727
Authority: DE
Inventors: Hans Henrik
Original assignee: Cour Administration As; LA COUR ADMINISTRATION AS
Current assignee: Cour Administration As; LA COUR ADMINISTRATION AS
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2015-04-16
Also published as: DK201300573A1; DK178504B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere in einem Stall, wobei die basenmodifizierte Biomasse durch einen Prozess erlangt werden kann, der die folgenden Verarbeitungsschritte umfasst: i) Bereitstellen einer Menge an Stängeln, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen; ii) Unterziehen der Stängel, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen, einem Schneidvorgang, um eine Menge an längenreduzierten Stängeln zu erlangen; iii) wahlweise Unterziehen der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang, um eine Menge an Stängelmehl zu erlangen; iv) Unterziehen der längenreduzierten Stängel oder des Stängelmehls einem Pressvorgang, um eine Menge an komprimierter Biomasse zu erlangen; v) Kühlen der komprimierten Biomasse, um eine Menge an komprimierten Biomassepellets zu erlangen; vi) Unterziehen der komprimierten Biomassepellets einem Rollvorgang, um eine Menge der basenmodifizierten Biomasse zu erlangen; dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammt, ferner an einem Punkt während der Verarbeitungsschritte i) bis vi) einer Basenbehandlung unterzogen wird. Die Erfindung betrifft ferner einen Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor, wobei der Rohstoff aus der Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung resultiert und eine basenmodifizierte Biomasse und Dung von einem oder mehreren Tieren umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt die Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere in einem Stall. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor. Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines solchen Rohstoffs gemäß dem zweiten Aspekt zum Herstellen von Methan. Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Methan.
Allgemeiner Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Land- und Viehwirtschaft ist es übliche Praxis, Tiere wie etwa Schweine und Rinder in Ställen zu halten, die gut gegenüber dem Außenwetter und Raubtieren geschützt sind. Ein Stall kann eine Anzahl von Boxen umfassen, wobei jede Box ein oder einige Tiere umfasst, oder eine gepoolte Unterkunft mit vielen Tieren. In modernen Ställen ist der Boden aus Beton hergestellt. Um den Tieren einen gewissen Komfort zu bieten und für eine Absorption von Tierdung zu sorgen, ist der Betonboden mit einer Art von Lagerstreu bedeckt. Traditionell wurde Lagerstreu in der Form einer Schicht von Stroh, wie etwa Weizenstroh, benutzt. Das Lagerstreu muss in regelmäßigen Abständen entfernt und durch neues, ungebrauchtes Lagerstreu ersetzt werden, da das Lagerstreu durch den Tierdung verunreinigt wird.
Obgleich sich die Verwendung Stroh aus der Perspektive der Tiere als zufriedenstellend für ihren Zweck erwiesen hat, ist die Verwendung des Strohs und die damit verbundene Notwendigkeit, benutztes Strohlagerstreu zu entfernen und durch neues und frisches Strohlagerstreu zu ersetzen, eine recht arbeitsintensive Aufgabe.
Um die Probleme im Zusammenhang mit der Verwendung von Stroh in Stallboxen zu mindern, wurde ein alternativer Typ von Lagerstreu erfunden.
In der dänischen Gebrauchsmustereintragung Nr. DK 2006 00314 U3 wird eine Lagerstreu für Tiere offenbart, das Strohmaterialien umfasst, die geschnitten und bei Temperaturen von 140 bis 150°C sterilisiert wurden und die anschließend zu Briketts gepresst und dann in kleinere Fragmente zerpflückt wurden. Das resultierende Produkt ist ein flockiges, granulares Strohprodukt.
Dieses granulare Strohprodukt hat den Vorteil, dass es mit einem Pumpmechanismus zu den Tieren gepumpt werden kann. In modernen Ställen fährt der Landwirt einfach ein kleines Fahrzeug, das einen Anhänger zieht, der eine Ladung Strohgranulat aufweist. Der Anhänger des Fahrzeugs trägt die Pumpe und das Strohgranulat wird automatisch in die Stallbox geblasen, während der Landwirt das Fahrzeug an den untergebrachten Tieren vorbeifährt.
Die Verwendung eines granularen Strohprodukts anstelle von traditionellem Strohlagerstreu spart somit eine große Menge an Zeit für die Bereitstellung des Lagerstreus für die Tiere.
Die Verwendung von Strohgranulat bringt trotzdem einige Nachteile mit sich.
Es wurde festgestellt, dass es aufgrund der Flockigkeit des Strohgranulats und seiner entsprechend geringen Dichte bei Verwendung einer Blastechnik häufig nicht möglich ist, die gesamte Bodenfläche mit einer gleichmäßigen Schicht von granuliertem Stroh zu bedecken. Offenbar verhindert die geringe Dichte der Strohpartikel, dass die einzelnen Strohgranulatpartikel ausreichend Eigendynamik entwickeln, um auf ihrem Weg zu weiter entfernten Teilen des Bodens den Luftwiderstand zu überwinden. Das Ergebnis ist daher, dass eine unregelmäßige Schicht von Strohpartikeln unter den Tieren bereitgestellt wird, was zu einer relativ hohen Konzentration von Strohpartikeln unter den nächsten Tiere und einer eher geringen Konzentration unter den am weitesten entfernten Tieren führt.
Eine solche ungleichmäßige Verteilung der Lagerstreu ist für die Tiere in Bezug auf ihren Komfort und die Gesundheit der Tiere nicht optimal. Dies gilt besonders in Situationen, in denen die Tiere liegend ruhen, und insbesondere für den Fall, dass Tiere in Stallboxen auf engem Raum untergebracht sind. Daher ist eine Umverteilung der Lagerstreu nach dem Blasen des Lagerstreus in die Stallboxen oder auf den losen Unterbringungsboden notwendig.
Ein weiteres Problem des Strohgranulats ist es, dass zwar einige Strohgranulatprodukte bei ihrer Produktion einem mechanischen Staubreduzierungsvorgang unterzogen werden, doch in dem Strohgranulat auch weiterhin eine beträchtliche Menge an Staub verbleibt.
Beim Blasen des Strohgranulats in die Stallboxen wird also eine beträchtliche Menge an Staub freigesetzt und im Stall verteilt.
Dieser Staub kann eine Gesundheitsgefahr für die Tiere sowie die in den Ställen arbeitenden Personen darstellen.
Entsprechend wird ein verbessertes Produkt zur Verwendung als Lagerstreu für Tiere in einem Stall benötigt.
In Tidsskriftfor Nordiske Jordbrugsforskeres Forening Nr. 3, 1973, Seite 314 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Futters für Tiere, wie etwa Wiederkäuer, aus Stroh oder anderen Lignozellulosematerialien offenbart. Das Futter hat die Form von Pellets und wird behandelt, indem Stroh mit Alkali behandelt wird und das Stroh und das Alkali mit einem Druck von mehreren hundert atm zusammengedrückt werden. Das verwendete Alkali kann Natriumhydroxid sein. Die Verwendung von mit Alkali behandeltem Strohlagerstreu für Tiere wird nicht offenbart.
Kurzdarstellung der Erfindung
Die genannten Nachteile werden von der vorliegenden Erfindung jeweils gemäß ihrem ersten, zweiten, dritten und vierten Aspekt überwunden.
Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt die Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere in einem Stall,
wobei die basenmodifizierte Biomasse durch einen Prozess erlangt werden kann, der die folgenden Verarbeitungsschritte umfasst:

i) Bereitstellen einer Menge an Stängeln, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen;
ii) Unterziehen der Stängel, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen, einem Schneidvorgang, um eine Menge an längenreduzierten Stängeln zu erlangen;
iii) wahlweise Unterziehen der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang, um eine Menge an Stängelmehl zu erlangen;
iv) Unterziehen der längenreduzierten Stängel oder des Stängelmehls einem Pressvorgang, um eine Menge an komprimierter Biomasse zu erlangen;
v) Kühlen der komprimierten Biomasse, um eine Menge an komprimierten Biomassepellets zu erlangen;
vi) Unterziehen der komprimierten Biomassepellets einem Rollvorgang, um eine Menge der basenmodifizierten Biomasse zu erlangen; dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammt, ferner an einem Punkt während der Verarbeitungsschritte i) bis vi) einer Basenbehandlung unterzogen wird.

Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor zum Zweck der Herstellung von Methan, wobei der Rohstoff eine Kombination einer basenmodifizierten Biomasse gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung und Dung von einem oder mehreren Tieren umfasst.
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Rohstoff gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von Methan. Gemäß einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Methan, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellen eines basenmodifizierten Rohstoffs gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung;
b) Verwenden des basenmodifizierten Rohstoffs, der in Schritt a) erlangt wurde, als Lagerstreu für ein oder mehrere Tiere in einem Stall;
c) Zulassen, dass sich der basenmodifizierte Rohstoff mit dem Dung von einem oder mehreren des einen oder der mehreren Tiere im Stall vermischt und diesen absorbiert, wodurch ein Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor erlangt wird;
d) Beschicken eines Biogasreaktors mit dem Rohstoff, der in Schritt c) erlangt wurde;
e) Zulassen, das Mikroorganismen in dem Biogasreaktor den Biogasrohstoff in Methan und wahlweise andere Produkte umwandeln;
f) Auffangen des Methans, das in Schritt e) erlangt wurde.

Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass die basenmodifizierte Pflanzenbiomasse zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung zwar keiner mechanischen oder anderen Art von Staubreduzierungsverarbeitung unterzogen wird, aber die Staubbildung bei der Handhabung dieses Produkts in einem Stall trotzdem wesentlich geringer ist, als dies bei nicht basenbehandeltem granularem Strohmaterial des Stands der Technik zu beobachten ist, selbst wenn das Strohmaterial des Stands der Technik einer Staubreduzierungsverarbeitung unterzogen wurde, wie etwa einer mechanischen Staubreduzierungsverarbeitung.
Darüber hinaus haben vorläufige Ergebnisse überraschend gezeigt, dass die Methanausbeute basierend auf Strohmaterialtrockenmasse in einem Biogasreaktor wesentlich um einen Faktor 2 gesteigert werden kann, wenn ein Gemisch aus Dung und der basenmodifizierten granularen Biomasse als Biogasreaktorrohstoff verwendet wird, verglichen mit der Situation, dass ein Gemisch aus unbehandeltem Stroh und Dung als Rohstoff verwendet wird.
Besonders überraschend wurde festgestellt, dass die Methanausbeute basierend auf Strohmaterialtrockenmasse in einem Biogasreaktor innerhalb der ersten 45 Tage oder weniger, wie etwa 30 Tage oder weniger, der Fermentierung wesentlich gesteigert werden kann, wenn ein Gemisch aus Dung und der basenmodifizierten granularen Biomasse als Biogasreaktorrohstoff verwendet wird, verglichen mit der Situation, dass ein Gemisch aus unbehandeltem Stroh und Dung als Rohstoff verwendet wird.
Im Vergleich zu unbehandeltem Stroh, das eine Absorptionsfähigkeit des 1- bis 2-fachen seines eigenen Gewichts aufweist, kann die basenmodifizierte Biomasse bei Verwendung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung das bis zu 5-fache ihres eigenen Gewichts oder sogar das bis zu 7-fache ihres eigenen Gewichts absorbieren.
Zeichnung
1 ist eine Darstellung, die schematisch den Grundgedanken und verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Erster Aspekt der vorliegenden Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere in einem Stall,
wobei die basenmodifizierte Biomasse durch einen Prozess erlangt werden kann, der die folgenden Verarbeitungsschritte umfasst:

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit die Verwendung eines Biomasseprodukts als Lagerstreu für Tiere in einem Stall. Das Biomasseprodukt ist ein basenmodifiziertes Biomasseprodukt, das durch die oben aufgeführten Verarbeitungsschritte erlangt werden kann.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die Basis für die Basenbehandlung ausgewählt aus der Gruppe umfassend: NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2, Na2SO3 und NH3.
Theoretisch kann eine beliebige Base benutzt werden. Die genannten Basen haben sich als für die vorgesehene Verwendung geeignet herausgestellt und sind zugleich recht kosteneffizient.
Es wird bevorzugt, dass die Basis als eine wässrige Lösung zugesetzt wird. Allerdings kann NH3 auch als Druckgas zugesetzt werden.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wurde bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse die Basenbehandlung vor dem Schneidvorgang aus Schritt ii) durchgeführt; oder die Basenbehandlung wurde nach dem Schneidvorgang aus Schritt ii), aber vor dem Mahlvorgang aus Schritt iii) durchgeführt; oder die Basenbehandlung wurde nach dem Mahlvorgang aus Schritt iii) aber vor oder während des Pressvorgangs aus Schritt iv) durchgeführt; oder die Basenbehandlung wurde nach dem Pressvorgang aus Schritt iv) durchgeführt.
Das Zusetzen der Basis kann auf jeder Stufe des Herstellungsprozesses der basenmodifizierten Biomasse stattfinden. Allerdings wird bevorzugt, dass die Basenbehandlung vor dem Pressschritt durchgeführt wird. Der Grund dafür ist, dass etwaiges Restwasser durch die Wärme, die beim Pressen erzeugt wird, verdampft und somit ein Produkt zurücklässt, dessen Wassergehalt nicht zu hoch ist.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung entspricht bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse die Menge an Base, die der Biomasse, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammt, einer Basenstärke, die der Basenstärke von 0,1–10 mol OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel entspricht, wie etwa 0,2–8 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, beispielsweise 0,4–6 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, wie etwa 0,6–4 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, beispielsweise 0,8–2 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel.
Es hat sich herausgestellt, dass die genannten Bereiche im Zusammenhang mit der Basisstärke oder Basiskonzentration die gewünschte Wirkung des resultierenden modifizierten Biomasseprodukts bereitstellen. Allerdings ist vorgesehen, dass auch eine Basisstärke oder Basiskonzentration oberhalb oder unterhalb dieser Bereiche anwendbar ist.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die basenmodifizierte Biomasse eine Menge an Restbasis von 1–8% (Gew./Gew.), wie etwa 2–7% (Gew./Gew.), wie etwa 3–6% (Gew./Gew.), beispielsweise 4–5% (Gew./Gew.) basierend auf der Trockenmasse des Pflanzenmaterials.
Es wäre günstig, wenn die basenmodifizierte Biomasse nicht zu viel Restbasis enthält, falls die Tiere beschließen, das Lagerstreumaterial zu fressen. Die genannten Bereiche haben sich in dieser Hinsicht als geeignet erwiesen.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die Menge der basenmodifizierten Biomasse, die pro Tierbestandseinheit als Lagerstreu verwendet wird, 100–2000 g, wie etwa 200–1900 g, beispielsweise 300–1800 g, wie etwa 400–1700 g, z. B. 500–1600 g, wie etwa 600–1500 g, z. B. 700–1400 g, beispielsweise 800–1300 g, wie etwa 900–1200 g oder 1000–1100 g.
In einer Ausführungsform gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst die basenmodifizierten Biomasse eine Menge an Stängeln, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Weizenstroh, Roggenstroh, Gerstenstroh, Haferstroh, Saatgrasstroh.
Diese Arten haben sich als für den vorgesehenen Zweck vorteilhaft erwiesen.
In einer Ausführungsform gemäß des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung erfolgt die Verwendung für Lagerstreu für ein Tier, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.
Diese Tierarten profitieren von der Verwendung der basenmodifizierten Biomasse.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung liegt die basenmodifizierte Biomasse in einer granularen Form und/oder in der Form von Flocken vor.
Dieses physische Erscheinungsbild der basenmodifizierten Biomasse wird bevorzugt.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse der optionale Schritt iii) des Unterziehens der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang eingeschlossen; oder wobei bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse der optionale Schritt iii) des Unterziehens der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang nicht eingeschlossen ist.
Ein Mahlvorgang reduziert die Partikelgröße der basenmodifizierten Biomasse weiter. Falls jedoch der vorangehende Schneidschritt sehr gründlich war, ist es möglicherweise nicht nötig, einen Mahlvorgang einzuschließen. Andererseits wird gewünscht, eine möglichst große Oberfläche zu erlangen, um eine effiziente Reaktion des Pflanzenmaterials mit der Basis sicherzustellen.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung dient die Verwendung dem Zweck der Erhöhung der Methanausbeute in einer anschließenden Biogasfermentation.
In einer Ausführungsform dieser Ausführungsform dient die Verwendung dem Zweck der Erhöhung der Methanausbeute in den ersten 45 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 40 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 35 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 30 Tagen der Fermentation oder in den ersten 25 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 20 Tagen der Fermentation oder in den ersten 15 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 10 Tagen der Fermentation oder sogar in den ersten 5 Tagen der Fermentation.
Da eine vollständige Fermentation zu Methan aus Zellulosematerial typischerweise bis zu 90 Tagen dauert, stellt ein verkürzter Zeitraum hohe wirtschaftliche Vorteile bereit.
In einer Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist die basenmodifizierte Biomasse einen Zellulosegehalt von 2 Gew.-% oder mehr, wie etwa 5 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 10 Gew.-% oder mehr, z. B. 15 Gew.-% oder mehr, wie etwa 20 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 25 Gew.-% oder mehr, wie etwa 30 Gew.-% oder mehr; wie etwa 35 Gew.-% oder mehr; oder 40 Gew.-% oder mehr auf.
Ein solcher Gehalt hat sich im Zusammenhang mit dem Erlangen einer hohen Methanausbeute bei einer anschließenden Fermentation zu Methan in einem nachgeordneten Biogasreaktor als vorteilhaft erwiesen.
Zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung
In einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor zum Zweck der Herstellung von Methan, wobei der Rohstoff eine Kombination einer basenmodifizierten Biomasse, wie in Bezug auf den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert, und Dung von einem oder mehreren Tieren umfasst.
In einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung beträgt der Anteil der basenmodifizierten Biomasse 2–98% (Gew./Gew.), wie etwa 4–96% (Gew./Gew.), z. B. 6–94% (Gew./Gew.), beispielsweise 8–92% (Gew./Gew.), wie etwa 10–90% (Gew./Gew.), beispielsweise 12–88% (Gew./Gew.), wie etwa 14–86% (Gew./Gew.), beispielsweise 16–84% (Gew./Gew.), z. B. 18–82% (Gew./Gew.), wie etwa 20–80% (Gew./Gew.), wie etwa 22–78, wie etwa 24–76% (Gew./Gew.), beispielsweise 26–74% (Gew./Gew.), wie etwa 28–72% (Gew./Gew.), beispielsweise 30–70% (Gew./Gew.), z. B. 32–68% (Gew./Gew.), wie etwa 34–66% (Gew./Gew.), wie etwa 36–64% (Gew./Gew.), wie etwa 38–62% (Gew./Gew.), z. B. 40–60% (Gew./Gew.), beispielsweise 42–58% (Gew./Gew.), wie etwa 44–56% (Gew./Gew.), beispielsweise 46–54% (Gew./Gew.), wie etwa 48–50% (Gew./Gew.).
In einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung stammt der Dung von einem oder mehreren Tieren von Tieren, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.
Die genannten Bereiche des Gehalts basenmodifizierten Biomasse und der oben definierten Ursprungsarten des Tierdungs eignen sich gut für einen Rohstoff zur Verwendung als Beschickung eines Biogasreaktors.
In einer Ausführungsform des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung weist der Rohstoff einen Zellulosegehalt von 2 Gew.-% oder mehr, wie etwa 5 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 10 Gew.-% oder mehr, z. B. 15 Gew.-% oder mehr, wie etwa 20 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 25 Gew.-% oder mehr, wie etwa 30 Gew.-% oder mehr; wie etwa 35 Gew.-% oder mehr; oder 40 Gew.-% oder mehr auf.
Ein solcher Gehalt hat sich im Zusammenhang mit dem Erlangen einer hohen Methanausbeute bei einer anschließenden Fermentation zu Methan in einem nachgeordneten Biogasreaktor als vorteilhaft erwiesen.
Dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung
Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung eines Rohstoffs gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung für die Herstellung von Methan.
In einer Ausführungsform gemäß des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird der Rohstoff in einem Stall gewonnen und einem Biogasreaktor zugeführt.
Vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung
In einem vierten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von Methan, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:

a) Bereitstellen eines basenmodifizierten Rohstoffs, wie in Bezug auf den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert;
b) Verwenden des basenmodifizierten Rohstoffs, der in Schritt a) erlangt wurde, als Lagerstreu für ein oder mehrere Tiere in einem Stall;
c) Zulassen, dass sich der basenmodifizierte Rohstoff mit dem Dung von einem oder mehreren des einen oder der mehreren Tiere im Stall vermischt und diesen absorbiert, wodurch ein Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor erlangt wird;
d) Beschicken eines Biogasreaktors mit dem Rohstoff, der in Schritt c) erlangt wurde;
e) Zulassen, das Mikroorganismen in dem Biogasreaktor den Biogasrohstoff in Methan und wahlweise andere Produkte umwandeln;
f) Auffangen des Methans, das in Schritt e) erlangt wurde.

In einer Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung beträgt der Anteil der basenmodifizierten Biomasse in dem Rohstoff 2–98% (Gew./Gew.), wie etwa 4–96% (Gew./Gew.), z. B. 6–94% (Gew./Gew.), beispielsweise 8–92% (Gew./Gew.), wie etwa 10–90% (Gew./Gew.), beispielsweise 12–88% (Gew./Gew.), wie etwa 14–86% (Gew./Gew.), beispielsweise 16–84% (Gew./Gew.), z. B. 18–82% (Gew./Gew.), wie etwa 20–80% (Gew./Gew.), wie etwa 22–78, wie etwa 24–76% (Gew./Gew.), beispielsweise 26–74% (Gew./Gew.), wie etwa 28–72% (Gew./Gew.), beispielsweise 30–70% (Gew./Gew.), z. B. 32–68% (Gew./Gew.), wie etwa 34–66% (Gew./Gew.), wie etwa 36–64% (Gew./Gew.), wie etwa 38–62% (Gew./Gew.), z. B. 40–60% (Gew./Gew.), beispielsweise 42–58% (Gew./Gew.), wie etwa 44–56% (Gew./Gew.), beispielsweise 46–54% (Gew./Gew.), wie etwa 48–50% (Gew./Gew.).
In einer Ausführungsform des vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung stammt der Dung von einem Tier, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.
Es soll nun im Detail auf die Zeichnung Bezug genommen werden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, deren verschiedene Aspekte und Grundgedanken in 1 schematisch dargestellt sind, die den Weg zum Verarbeiten von Pflanzenstängeln zur Herstellung von Methan zeigt.
Zunächst wird Zellulose oder Lignozellulosebiomasse in der Form von Pflanzenstängeln zu einer basenmodifizierten Biomasse modifiziert. Die Modifikation schließt das Schneiden der Pflanzenstängel zu größenreduzierten Pflanzenstängelfragmenten ein, gefolgt von Pressen. Das Pressen der größenreduzierten Pflanzenstängelfragmente ergibt Pellets oder Briketts von größenreduzierten Pflanzenstängelfragmenten. Diese Fragmente werden dann einem Rollvorgang unterzogen, in dem die Fragmente an zwei Rollen vorbeilaufen. Auf diese Weise nehmen die größenreduzierten Pflanzenstängelfragmente ein granulares oder flockenartiges Erscheinungsbild an.
Vor dem Pressschritt und nach dem Schneidschritt kann wahlweise ein Mahlschritt eingeschlossen sein, wie durch den Begriff „Mahlen” in Klammern in 1 angezeigt.
Die Entscheidung, ob ein Mahlschritt eingeschlossen ist, hängt vom Ausmaß der Größenreduzierung im vorangehenden Schritt ab. Falls der Schneidschritt eine geschnittene Biomasse mit einer ausreichend kleinen mittleren Partikelgröße erzeugt, ist der Mahlschritt möglicherweise unnötig. In vielen Fällen ist es jedoch am effizientesten, die Pflanzenstängel zunächst einem Schneidvorgang gefolgt von einem Mahlvorgang zu unterziehen, in dem ein Stängelmehl erlangt wird. Die wichtige Aufgabe ist in dieser Hinsicht, sicherzustellen, dass das Pflanzenmaterial mit einer sehr großen Oberfläche versehen wird, an der die Base wirken kann.
Bei einem oder mehreren der Vorgänge des Schneidens, Mahlens, Pressens und Rollens wird die Pflanzenstängelbiomasse einer Basenbehandlung unterzogen. Die Base wird der Pflanzenstängelbiomasse vorzugsweise als wässrige Lösung zugesetzt. Die Base kann eine wässrige Lösung aus Ammoniak, Natriumhydroxid, Kalziumhydroxid, Natriumcarbonat, Natriumsulfit oder Gemischen davon oder einer beliebigen anderen für den Zweck geeigneten Base umfassen. Ammoniak kann auch als Druckgas zugesetzt werden.
Die Basenbehandlung kann an verschiedenen Punkten der mechanischen Verarbeitung der Pflanzenstängel stattfinden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die Basis als eine wässrige Lösung bei oder vor dem Pressschritt zuzusetzen, da Reibungswärme, die während des Pressvorgangs erzeugt wird, eine sofortige chemische Reaktion zwischen der Basis und dem Pflanzenmaterial und anschließend zum Verdampfen von Restwasser führen kann, das aus der wässrigen Lösung der Base stammt.
Wie in 1 gezeigt, ist nach dem Pressschritt der Pflanzenstängelbiomasse ein Kühlschritt vorgesehen. Der Kühlschritt dient dazu, die komprimierte Biomasse abzuschrecken oder zu härten, so dass sie nicht in einen nicht-komprimierten Zustand zurückkehrt. Darüber hinaus trägt der Kühlschritt auch dazu bei, Restwasser zu entfernen. Ferner verhindert der Kühlschritt, dass sich das Endprodukt bei der Lagerung selbst entzündet.
Die basenmodifizierte Biomasse wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung als Lagerstreu für ein oder mehrere Tiere benutzt. Die Verwendung eines basenmodifizierten Strohmaterials hat den Vorteil, dass aufgrund seiner höheren Dichte eine wesentliche bessere und gleichmäßigere Verteilung des granularen und basenbehandelten Strohmaterial gegenüber der Verwendung von nichtbasenbehandeltem granularem Stroh des Stands der Technik ermöglicht, wenn das granulare Strohmaterial mithilfe einer Pumpe oder eines Gebläses in die Stallboxes oder unter die Tiere geblasen wird.
Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die modifizierte basenbehandelte granulare Strohbiomasse zwar keiner mechanischen oder anderen Art von Staubreduzierungsverarbeitung unterzogen wurde, aber die Staubbildung bei der Handhabung in einem Stall trotzdem wesentlich geringer ist, als dies bei nicht basenbehandeltem granularem Strohmaterial des Stands der Technik zu beobachten ist, selbst wenn das Strohmaterial des Stands der Technik einer Staubreduzierungsverarbeitung unterzogen wurde, etwa einer Abscheidung des Staubs in einer Wirbelkammer, und selbst wenn die basenmodifizierte Biomasse keiner solchen Staubreduzierungsverarbeitung unterzogen wurde.
Wenn die basenmodifizierte Biomasse als Lagerstreu für ein oder mehrere Tiere verwendet wird, wird die Biomasse natürlich innerhalb kurzer Zeit mit Tierdung verunreinigt, der Urin und Fäkalien umfasst, wobei die basenmodifizierte granulare Biomasse die Bestandteile des Dungs wenigstens teilweise absorbiert. Die Zellulose-„Zellen” der basenmodifizierten Biomasse werden komprimiert, wenn sie als Lagerstreu für Tiere benutzt werden. Es wurde festgestellt, dass diese komprimierten „Zellen” bei Feuchtigkeitskontakt ihre ursprüngliche Form wiedergewinnen und daher große Mengen Feuchtigkeit absorbieren können.
Ein solches Gemisch der basenmodifizierten granularen Biomasse und des Dungs kann allerdings äußerst vorteilhaft als Rohstoff für einen Biogasreaktor verwendet werden.
Es ist seit einigen Jahren übliche Praxis, Dung, der mit unbehandelter Strohlagerstreu vermischt ist, die von Tieren, die in Ställen untergebracht sind, erlangt wurde, als einen Rohstoff in einem Biogasreaktor zu verwenden, um Methan zu erzeugen.
Wenn ein solcher Rohstoff für einen Biogasreaktor ungeschnittenes oder unbehandeltes Stroh vermischt mit Dung umfasst, muss die Biogasreaktoranlage das mit Dung vermischte Stroh mechanisch zu einem breiigen Zustand zersetzen, der in den Reaktor gepumpt werden kann. Dies ist wichtig, da anderenfalls verschiedene Formen von Verstopfung des Strohs im Verarbeitungsweg des Strohs durch den Biogasreaktors stattfinden, darunter die Bildung einer schwimmenden Schicht aus Biomasse auf der Oberfläche des Schlamms im Reaktor.
Die Verwendung eines Gemischs aus basenmodifizierter granularer Biomasse und Dung als Rohrstoff in einem Biogasreaktor bringt eine Reihe von Vorteilen mit sich.
Erstens sorgt die feine Struktur des Gemischs der basenmodifizierten granularen Biomasse und des Dung dafür, dass sich das Gemisch leicht in den Biogasreaktor pumpen lässt, wahlweise über einen einfachen Mischer, dem zusätzlicher Dung zugeführt wird oder dem rezirkulierter Reaktorschlamm zugeführt wird.
Zweitens können die Kosten für das Kaufen, Installieren und Instandhalten mechanischer Ausrüstung zum Zersetzen des unbehandelten Strohs vor der Beschickung des Biogasreaktors vollständig vermieden werden.
Drittens haben vorläufige Ergebnisse überraschend gezeigt, dass die Methanausbeute basierend auf Strohmaterialtrockenmasse in einem Biogasreaktor wesentlich um einen Faktor 2 gesteigert werden kann, wenn ein Gemisch aus Dung und der basenmodifizierten granularen Biomasse als Biogasreaktorrohstoff verwendet wird, verglichen mit der Situation, dass nicht-granulare Biomasse wie etwa unbehandeltes Stroh, das mit Tierdung vermischt ist, als Rohstoff für den Biogasreaktor benutzt wird.
Entsprechend werden die zusätzlichen Kosten, die der Verbrauch der Basis bei der Herstellung der basenmodifizierten granularen Biomasse verursacht, durch die erhöhte Methanausbeute in einer anschließenden Verarbeitung in einem Biogasreaktor mehr als ausgeglichen.
Darüber hinaus wird die Methanausbeute des Rohstoffs für einen Biogasreaktor gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung (d. h., wobei der Rohstoff eine basenmodifizierte Biomasse und Tierdung umfasst) im Vergleich zur Situation, dass eine nicht-basenbehandelte granulare Biomasse als Lagerstreu verwendet und anschließend einem Biogasreaktor zugeführt wird, um 10 bis 20% erhöht.
Beispiele
Beispiel 1 – Zubereitung der modifizierten Biomasse zur Verwendung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
3.000 kg modifizierte Biomasse in der Form von basenbehandelten Pflanzenstängeln werden zubereitet. Für die Zubereitung werden 2850 kg Weizenstroh mit einem Trockengehalt von 85% (Gew./Gew.) verwendet.
Das Weizenstroh wird in einem Strohzerhacker von RKM Agro Technic zerhackt, um das Stroh in eine Strohbiomasse mit einer größenreduzierten Stängellänge umzuwandeln. Der Strohzerhacker wurde zuvor so modifiziert, dass er elektrisch und nicht mechanisch angetrieben wurde. Darüber hinaus wurden die Hackrollen mit Messern versehen. Im Zerhacker wird das Weizenstroh auf Stängellängen von 1–10 cm zerhackt.
Die größenreduzierte Strohbiomasse wird in einer Hammermühle der Marke Champion einem Mahlvorgang unterzogen. Das Produkt aus der Hammermühle kann als ein Strohmehl beschrieben werden. Das Strohmehl wird dann mithilfe eines Schneckenförderers zu einer Kahl-Pelletpresse befördert. Der Schneckenförderer ist mit einem Einlass ausgestattet. Durch den Einlass werden 97 kg NaOH gelöst in 263 kg Wasser hinzugefügt (dies entspricht einer handelsüblichen 27-%igen NaOH-Lösung). Die Drehbewegung des Schneckenförderers sorgt für eine gründliche Durchmischung des Strohmehls und der NaOH-Lösung. Das Gemisch aus Strohmehl und NaOH-Lösung wird dann zu Pellets gepresst.
Die Pellets, die aus der Pelletpresse treten, sind aufgrund der Kompression dampfend heiß, und um das Biomassematerial der Pellets zu kühlen und dadurch zu härten, werden die Pellets unmittelbar nach dem Verlassen der Pelletpresse in einem Luftkühler gekühlt, der mit einem Gebläse und einem Kühlkompressor ausgestattet ist, damit ein gekühlter Luftstrom über die Pellets blasen kann.
Die erlangten Pellets werden dann über eine Reihe von Rollen geführt, die sich mit unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeit drehen. Das Endprodukt der basenmodifizierten Biomasse wird in Form von Flocken erlangt.
Der Wassergehalt des Produkts beträgt 16% (Gew./Gew.).
Die Fülldichte des Produkts beträgt etwa 650 kg/m3.
Beispiel 2 (Vergleich)
Der Versuch von Beispiel 1 wird wiederholt. Allerdings wurde der Weizenstrohbiomasse während dieses Prozesses keine Base zugesetzt.
Ferner wird das Produkt in diesem Beispiel einem mechanischen Staubenffernungsvorgang mit einer Wirbelkammer unterzogen.
Die Fülldichte des Produkts beträgt etwa 600 kg/m3.
Beispiel 3 – Verwendung des Produkts aus Beispiel 1 als Lagerstreu
Das Produkt aus Beispiel 1 wird als Lagerstreu für Rinder in einem Stall verwendet. Die Lagerstreu wird mithilfe einer Pumpe, die auf einem Anhänger eines kleinen Fahrzeugs angeordnet ist, der durch den Mittelgang des Stalls fährt, in die Stallbox geblasen.
Es wird keine wesentliche Staubbildung beobachtet. Das in die Stallboxen geblasene Lagerstreu verteilt sich gleichmäßig im Bereich des Bodens der Stallboxen. Kühe dürfen die modifizierte Strohbiomasse vier Tage lang als Lagerstreu nutzen, wodurch sich ein Rohstoff für einen Biogasreaktor ergibt, der ein Gemisch aus Tierdung und der basenmodifizierte Strohbiomasse umfasst.
Beispiel 4 (Vergleich) – Verwendung des Produkts aus Beispiel 2 als Lagerstreu
Der Versuch von Beispiel 3 wird wiederholt. Allerdings wird in diesem Versuch das in Beispiel 2 zubereitete Produkt benutzt.
Beim Blasen des Produkts in die Stallboxen wird eine starke Staubbildung beobachtet. Darüber hinaus neigt die Strohbiomasse dazu, sich im Bereich der Stallboxen zu konzentrieren, der dem Mittelgang am nächsten ist. Daher wird eine unvollständige Verteilung der Strohbiomasse in den Stallboxen beobachtet.
Beispiel 5 – Verwendung des Rohstoffs der Erfindung als Beschickung eines Biogasreaktors
Nach der viertägigen Verwendung der basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Kühe haben die Kühe die Lagerstreu mit Dung versehen, woraus sich der Rohstoff für einen Biogasreaktor gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt.
Eine kontrollierte Menge des Rohstoffs, die eine Beurteilung des genauen Verhältnisses der basenmodifizierten Strohbiomasse zum Dung gestattet, wird direkt in einen Biogasreaktor in Laborgröße gegeben. Der Biogasreaktor wird auf einen Standardbetriebsmodus eingestellt und verarbeitet die basenmodifizierte Strohbiomasse 90 Tage lang. Die Methanerzeugung wird überwacht.
Dieser Versuch zeigt, dass im Vergleich zur Verwendung von traditionellem unbehandeltem Stroh als Lagerstreu eine wesentlich erhöhte Methanproduktion basierend auf dem Trockengewicht der Lagerstreu erlangt wird, wenn eine Lagerstreu verwendet wird, die gemäß Beispiel 1 zubereitet wurde. Darüber hinaus zeigt der Versuch, dass das Aufschließen der Biomasse durch die Methan erzeugenden Bakterien wesentlich schneller als bei der Verwendung von mit Dung vermischtem unbehandeltem Stroh abgeschlossen ist. Entsprechend beträgt die Gesamtverarbeitungszeit für das Material mit dem Rohstoff, der eine basenmodifizierte Biomasse und Tierdung umfasst, im Biogasreaktor 25 Tage oder weniger, während die Gesamtverarbeitungszeit für das Material, das mit Dung vermischtem unbehandeltem Stroh umfasst, bis zu 90 Tage beträgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DK 200600314 U3 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Tidsskriftfor Nordiske Jordbrugsforskeres Forening Nr. 3, 1973, Seite 314 [0015]

Claims

Verwendung einer basenmodifizierten Biomasse als Lagerstreu für Tiere in einem Stall, wobei die basenmodifizierte Biomasse durch einen Prozess erlangt werden kann, der die folgenden Verarbeitungsschritte umfasst: i) Bereitstellen einer Menge an Stängeln, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen; ii) Unterziehen der Stängel, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen, einem Schneidvorgang, um eine Menge an längenreduzierten Stängeln zu erlangen; iii) wahlweise Unterziehen der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang, um eine Menge an Stängelmehl zu erlangen; iv) Unterziehen der längenreduzierten Stängel oder des Stängelmehls einem Pressvorgang, um eine Menge an komprimierter Biomasse zu erlangen; v) Kühlen der komprimierten Biomasse, um eine Menge an komprimierten Biomassepellets zu erlangen; vi) Unterziehen der komprimierten Biomassepellets einem Rollvorgang, um eine Menge der basenmodifizierten Biomasse zu erlangen; dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammt, ferner an einem Punkt während der Verarbeitungsschritte i) bis vi) einer Basenbehandlung unterzogen wird.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Basis, die zur Basisbehandlung benutzt wird, ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: NaOH, Na2CO3, Ca(OH)2, Na2SO3, NH3.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse die Basenbehandlung vor dem Schneidvorgang aus Schritt ii) durchgeführt wurde; oder wobei die Basenbehandlung nach dem Schneidvorgang aus Schritt ii), aber vor dem Mahlvorgang aus Schritt iii) durchgeführt wurde; oder wobei die Basenbehandlung nach dem Mahlvorgang aus Schritt iii) aber vor oder während des Pressvorgangs aus Schritt iv) durchgeführt wurde; oder wobei die Basenbehandlung nach dem Pressvorgang aus Schritt iv) durchgeführt wurde.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse die Menge an Base, die der Biomasse, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammt, einer Basenstärke entspricht, die der Basenstärke von 0,1–10 mol OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel entspricht, wie etwa 0,2–8 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, beispielsweise 0,4–6 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, wie etwa 0,6–4 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel, beispielsweise 0,8–2 OH-/kg Trockenmassepflanzenstängel.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei die basenmodifizierten Biomasse eine Menge an Restbasis von 1–8% (Gew./Gew.), wie etwa 2–7% (Gew./Gew.), wie etwa 3–6% (Gew./Gew.), beispielsweise 4–5% (Gew./Gew.) basierend auf der Trockenmasse des Pflanzenmaterials umfasst.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–5, wobei die Menge der basenmodifizierten Biomasse, die pro Tierbestandseinheit als Lagerstreu verwendet wird, 100–2000 g, wie etwa 200–1900 g, beispielsweise 300–1800 g, wie etwa 400–1700 g, wie etwa 500–1600 g, wie etwa 600–1500 g, wie etwa 700–1400 g, beispielsweise 800–1300 g, wie etwa 900–1200 g oder 1000–1100 g ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–6, wobei die basenmodifizierten Biomasse eine Menge an Stängeln umfasst, die von einer oder mehreren Pflanzenarten stammen, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Weizenstroh, Roggenstroh, Gerstenstroh, Haferstroh, Saatgrasstroh.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–7, wobei die basenmodifizierten Biomassen von einem Tier stammen, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die basenmodifizierten Biomassen in einer granularen Form und/oder in der Form von Flocken vorliegen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–9, wobei bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse der optionale Schritt iii) des Unterziehens der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang eingeschlossen ist; oder wobei bei der Herstellung der basenmodifizierten Biomasse der optionale Schritt iii) des Unterziehens der längenreduzierten Stängel einem Mahlvorgang nicht eingeschlossen ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–10, wobei die basenmodifizierte Biomasse einen Zellulosegehalt von 2 Gew.-% oder mehr, wie etwa 5 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 10 Gew.-% oder mehr, z. B. 15 Gew.-% oder mehr, wie etwa 20 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 25 Gew.-% oder mehr, wie etwa 30 Gew.-% oder mehr; wie etwa 35 Gew.-% oder mehr; oder 40 Gew.-% oder mehr aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1–11, wobei die Verwendung dem Zweck der Erhöhung der Methanausbeute in einer anschließenden Biogasfermentation dient.
Verwendung nach einem der Ansprüche 12, wobei die Verwendung dem Zweck der Erhöhung der Methanausbeute in den ersten 45 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 40 Tagen der Fermentation, z. B. in den ersten 35 Tagen der Fermentation, beispielsweise in den ersten 30 Tagen der Fermentation oder in den ersten 25 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 20 Tagen der Fermentation oder in den ersten 15 Tagen der Fermentation, wie etwa in den ersten 10 Tagen der Fermentation oder sogar in den ersten 5 Tagen der Fermentation dient.
Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor zum Zweck der Herstellung von Methan, wobei der Rohstoff eine Kombination einer basenmodifizierten Biomasse gemäß einem der Ansprüche 1–13 und Dung von einem oder mehreren Tieren umfasst.
Rohstoff nach Anspruch 14, wobei der Anteil der basenmodifizierten Biomasse 2–98% (Gew./Gew.), wie etwa 4–96% (Gew./Gew.), z. B. 6–94% (Gew./Gew.), beispielsweise 8–92% (Gew./Gew.), wie etwa 10–90% (Gew./Gew.), beispielsweise 12–88% (Gew./Gew.), wie etwa 14–86% (Gew./Gew.), beispielsweise 16–84% (Gew./Gew.), z. B. 18–82% (Gew./Gew.), wie etwa 20–80% (Gew./Gew.), wie etwa 22–78, wie etwa 24–76% (Gew./Gew.), beispielsweise 26–74% (Gew./Gew.), wie etwa 28–72% (Gew./Gew.), beispielsweise 30–70% (Gew./Gew.), z. B. 32–68% (Gew./Gew.), wie etwa 34–66% (Gew./Gew.), wie etwa 36–64% (Gew./Gew.), wie etwa 38–62% (Gew./Gew.), z. B. 40–60% (Gew./Gew.), beispielsweise 42–58% (Gew./Gew.), wie etwa 44–56% (Gew./Gew.), beispielsweise 46–54% (Gew./Gew.), wie etwa 48–50% (Gew./Gew.) beträgt.
Rohstoff nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Dung von einem oder mehreren Tieren von Tieren stammt, die ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.
Rohstoff nach einem der Ansprüche 15–16, wobei der Rohstoff einen Zellulosegehalt von 2 Gew.-% oder mehr, wie etwa 5 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 10 Gew.-% oder mehr, z. B. 15 Gew.-% oder mehr, wie etwa 20 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 25 Gew.-% oder mehr, wie etwa 30 Gew.-% oder mehr; wie etwa 35 Gew.-% oder mehr; oder 40 Gew.-% oder mehr aufweist.
Verwendung eines Rohstoffs nach einem der Ansprüche 11–17 zur Herstellung von Methan.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei der Rohstoff in einem Stall gewonnen und einem Biogasreaktor zugeführt wird.
Verfahren zum Herstellen von Methan, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: a) Bereitstellen einer basenmodifizierten Biomasse nach der Definition von einem der Ansprüche 1–13; b) Verwenden der basenmodifizierten Biomasse, die in Schritt a) erlangt wurde, als Lagerstreu für ein oder mehrere Tiere in einem Stall; c) Zulassen, dass sich die basenmodifizierte Biomasse mit dem Dung von einem oder mehreren des einen oder der mehreren Tiere im Stall vermischt und diesen absorbiert, wodurch ein Rohstoff zur Verwendung als Beschickung in einem Biogasreaktor erlangt wird; d) Beschicken eines Biogasreaktors mit dem Rohstoff, der in Schritt c) erlangt wurde; e) Zulassen, das Mikroorganismen in dem Biogasreaktor den Biogasrohstoff in Methan und wahlweise andere Produkte umwandeln; f) Auffangen des Methans, das in Schritt e) erlangt wurde.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei der Anteil der basenmodifizierten Biomasse an dem Rohstoff 2–98% (Gew./Gew.), wie etwa 4–96% (Gew./Gew.), z. B. 6–94% (Gew./Gew.), beispielsweise 8–92% (Gew./Gew.), wie etwa 10–90% (Gew./Gew.), beispielsweise 12–88% (Gew./Gew.), wie etwa 14–86% (Gew./Gew.), beispielsweise 16–84% (Gew./Gew.), z. B. 18–82% (Gew./Gew.), wie etwa 20–80% (Gew./Gew.), wie etwa 22–78, wie etwa 24–76% (Gew./Gew.), beispielsweise 26–74% (Gew./Gew.), wie etwa 28–72% (Gew./Gew.), beispielsweise 30–70% (Gew./Gew.), z. B. 32–68% (Gew./Gew.), wie etwa 34–66% (Gew./Gew.), wie etwa 36–64% (Gew./Gew.), wie etwa 38–62% (Gew./Gew.), z. B. 40–60% (Gew./Gew.), beispielsweise 42–58% (Gew./Gew.), wie etwa 44–56% (Gew./Gew.), beispielsweise 46–54% (Gew./Gew.), wie etwa 48–50% (Gew./Gew.) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, wobei der Dung von einem Tier stammt, das ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Rinder; Schweine; Pferde; Geflügel wie etwa Hühner; Felltiere wie etwa Nerz.