DE202005022122U1 - Fermenter for operating a fermenter - Google Patents

Abstract

Fermenter, mit – einem Gehäuse (2) mit zumindest einer Bodenplatte (4) und einer oder mehreren die Bodenblatte (4) umschließenden Seitenwandungen (5), – einem Rührwerk (11), das eine vertikal angeordnete Rührwelle (12) mit sich jeweils in horizontalen Ebenen bewegenden Rührpaddeln (14) aufweist, – einer Eintragseinrichtung (26) zum Zuführen von Eingangsstoffen, und – eine Entnahmeöffnung (41), wobei die Eintragseinrichtung (36) zum Zuführen der Eingangsstoffe am oberen Bereich des Fermenters (1) und die Entnahmeöffnung (41) am unteren Bereich des Fermenters (1) angeordnet sind, wobei die Rührpaddel (14) mit unterschiedlichen Neigungen gegenüber der Vertikalen einstellbar sind, sodass mehrere Rührpaddel (14) mit unterschiedlicher Neigung an der Rührwelle (12) angeordnet werden können.Fermenter, with - a housing (2) with at least one base plate (4) and one or more side walls (5) surrounding the base plate (4), - an agitator (11), each with a vertically arranged agitator shaft (12) has horizontal paddles (14) moving, - an entry device (26) for supplying input materials, and - a removal opening (41), the entry device (36) for supplying the input materials at the upper region of the fermenter (1) and the removal opening ( 41) are arranged on the lower region of the fermenter (1), the stirring paddles (14) being adjustable with different inclinations relative to the vertical, so that a plurality of stirring paddles (14) with different inclinations can be arranged on the stirring shaft (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fermenter. The present invention relates to a fermenter.

Zur Erzeugung von Biogas werden Fermenter als Gärbehälter verwendet, wobei das entstehende Biogas in Kesseln oder Motoren zur Stromerzeugung verbrannt wird. Als Ausgangsstoffe für die Biogaserzeugung kommen grundsätzlich alle Arten von Biomasse in Frage, deren Hauptkomponenten Kohlenhydrate, Eiweiße, Fette sowie Zellulose sind. Die für die Biogasproduktion nutzbaren organischen Stoffe sind zumeist Rest- oder Nebenprodukte verschiedener Branchen und Bereiche. Beispielsweise werden aus der Landwirtschaft Flüssig- und Festmist, Reststoffe der Pflanzenproduktion, aber auch extra hierfür angebaute Pflanzen wie beispielsweise Mais verwendet. Ferner können pflanzliche Rückstände der Brauerein und der gemüseverarbeitenden Industrie sowie organische Schlämme und Abwasser der industriellen Aufarbeitung verwendet werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, tierische Erzeugnisse oder Erzeugnisse der Kommunalentsorgung zu verwenden. Fermenters are used as fermentation tanks to produce biogas, whereby the biogas produced is burned in boilers or engines to produce electricity. In principle, all types of biomass are considered as starting materials for biogas production, whose main components are carbohydrates, proteins, fats and cellulose. The organic substances that can be used for biogas production are mostly residual or by-products of different industries and sectors. For example, from agriculture, liquid and solid manure, residues of plant production, but also specially grown for this purpose plants such as corn are used. In addition, vegetable residues from brewing and vegetable processing industries as well as organic sludges and wastewater from industrial processing can be used. In addition, it is also possible to use animal products or municipal disposal products.

Biogas ist ein durch den anaeroben, mikrobiellen Abbau von organischen Stoffen entstehendes Gasgemisch, das zu 50 % bis 70 % aus dem hochwertigen Energieträger Methan (CH₄) besteht. Weitere Bestandteile sind 30 % bis 40 % Kohlenstoffdioxid (CO₂) sowie Spuren von Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid. Biogas is a gas mixture resulting from the anaerobic, microbial decomposition of organic substances, which consists of 50% to 70% of the high-quality energy source methane (CH ₄ ). Other ingredients include 30% to 40% carbon dioxide (CO ₂ ) as well as traces of hydrogen sulfide, nitrogen, hydrogen and carbon monoxide.

Auf Grund des relativ hohen Energiegehalts lässt sich Biogas als Energieträger für die Wärme- und Krafterzeugung nutzen. Der durchschnittliche Heizwert von Biogas beträgt etwa 6 000 kcal/m³ (= 25 000 kJ/m³). Der Heizwert eines m³ Biogases entspricht demzufolge etwa 0,6 l Heizöl. Due to the relatively high energy content, biogas can be used as an energy source for heat and power generation. The average calorific value of biogas is about 6 000 kcal / m ³ (= 25 000 kJ / m ³ ). The calorific value of a m ³ biogas therefore corresponds to about 0.6 l fuel oil.

Bekannt ist es, in Biogasanlagen Fermenter einzusetzen, die beispielsweise ein Volumen von 150 m³ bis 3 000 m³ haben. Die Fermenter können im Einzelfall auch wesentlich größer sein. So ist ein Fermenter für eine Biogasanlage mit einem Volumen von 8 000 m³ bekannt. Im Fermenter verweilt das Substrat mehrere Tage, wobei durch die Aktivität der Mikroorganismen Biogas gebildet wird. Durch biochemische Umwandlungen wird im Fermenter das Biogas entschwefelt, wobei Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel umgewandelt wird wenn dem Fermenter im Gasraum Sauerstoff zugeführt wird. Um die Bildung von Schwimmdecken und Sinkschichten zu verhindern, wird das Substrat je nach Zusammensetzung gerührt. Hierdurch wird zusätzlich das Entweichen der entstehenden Gase erleichtert. Das vergorene Substrat wird anschließend in ein Endlager abgeführt, das möglichst geschlossen sein sollte, da Restbiogas ausgasen kann. It is known to use fermenters in biogas plants which, for example, have a volume of 150 m ³ to 3 000 m ³ . The fermenters can also be significantly larger in individual cases. Thus, a fermenter for a biogas plant with a volume of 8 000 m ^{3 is} known. In the fermenter, the substrate lingers for several days, whereby biogas is formed by the activity of the microorganisms. By biochemical transformations, the biogas is desulfurized in the fermenter, which hydrogen sulfide is converted into elemental sulfur when the fermenter in the gas space oxygen is supplied. In order to prevent the formation of floating ceilings and sinking layers, the substrate is stirred depending on the composition. This additionally facilitates the escape of the resulting gases. The fermented substrate is then discharged into a repository, which should be closed as possible, since residual biogas can outgas.

Das frisch erzeugte Biogas wird anschließend getrocknet und mit einem Sicherheitsfilter gereinigt. Die aus der Vergärung übrig gebliebene Biomasse eignet sich als biologischer Dünger. Bezüglich des Aufbaus einer Biogasanlage wird auf das Deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2005 012 340 verwiesen. The freshly produced biogas is then dried and cleaned with a safety filter. The biomass left over from fermentation is suitable as a biological fertilizer. Regarding the construction of a biogas plant is on the German utility model DE 20 2005 012 340 directed.

Als Fermenter für die Trockenfermentation wurden bisher vor allem liegende Fermenter eingesetzt. Solche liegenden Fermenter sind beispielsweise aus einem sehr langen, schlanken Hohlkörper ausgebildet, in dem ein Rührwerk mit einer einzigen Welle angeordnet ist, das sich über die gesamte Länge des Fermenters erstreckt. Die Länge eines solchen Fermenters kann beispielsweise bis zu 25 m betragen. Die Enden der Rührwelle des Rührwerkes sind in den gegenüberliegenden Wandungen des Fermenterkörpers gelagert. Eine derart lange Rührwelle ist mechanisch schwer beherrschbar, da beträchtliche Momente an der Welle auftreten. Deshalb gibt es auch Fermenter, mit mehreren Rührwellen, die jeweils horizontal verlaufend und quer zur Längsrichtung des Fermenters angeordnet sind. Die mechanische Beanspruchung der einzelnen Rührwellen ist hierbei wesentlich geringer. Jedoch ist für jede Rührwelle ein separater Antriebsmechanismus vorzusehen, was wiederum erhebliche Kosten verursacht. Weiterhin ist die Abdichtung der Lagerung der Wellen in den Seitenwandungen des Fermenters höchst problematisch. Auch dieser Fermenter bildet einen langgestreckten Kanal, bei dem an einem Ende die Eingangsstoffe zugeführt werden und am anderen Ende die Gärprodukte abgezogen werden. Ein solcher Kanal weist üblicherweise einen rechteckförmigen Querschnitt auf und ist aus Betonsegmenten zusammengesetzt. Die Herstellung eines rechteckförmigen Betonkanals ist teuer. Fermenters used for dry fermentation have hitherto mainly used fermenters. Such horizontal fermenters are formed for example from a very long, slender hollow body in which a stirrer is arranged with a single shaft extending over the entire length of the fermenter. The length of such a fermenter may for example be up to 25 m. The ends of the stirring shaft of the agitator are mounted in the opposite walls of the fermenter body. Such a long agitator shaft is mechanically difficult to control, since considerable moments occur on the shaft. Therefore, there are fermenters, with several stirrer shafts, which are each arranged horizontally and transversely to the longitudinal direction of the fermenter. The mechanical stress of the individual stirrer shafts is substantially lower. However, a separate drive mechanism has to be provided for each stirring shaft, which in turn causes considerable costs. Furthermore, the sealing of the bearing of the waves in the side walls of the fermenter is highly problematic. Also, this fermenter forms an elongated channel in which the input materials are fed at one end and the fermentation products are removed at the other end. Such a channel usually has a rectangular cross-section and is composed of concrete segments. The production of a rectangular concrete channel is expensive.

Unabhängig von der Bauweise des Fermenters besteht bei diesen bekannten Fermentern das Problem, dass zum Austauschen eines Rührwerkes es notwendig ist, den Fermenter zu entleeren, um die sich im Fermenterkörper befindlichen Lagerstellen zugänglich zu machen. Da die Rührwerke einem unvermeidlichen Verschleißen unterliegen, muss der Betrieb des Fermenters in regelmäßigen Abständen unterbrochen werden um die Rührwerke warten zu können. Regardless of the design of the fermenter is in these known fermenters, the problem that to replace a stirrer, it is necessary to empty the fermenter to make the located in the fermenter body bearings accessible. Since the agitators are subject to unavoidable wear, the operation of the fermenter must be interrupted at regular intervals to wait for the agitators.

Aus der DE 20 2004 004 101 U1 geht ein Fermenter für eine Biogasanlage mit einer Rühreinrichtung hervor, der eine vertikal stehende Rührwelle aufweist, die an ihrem unteren Ende als Hohlwelle ausgebildet ist, so dass sie auf ein ortsfest im Fermenter angeordnetes Führungsrohr aufsteckbar ist. An der Rührwelle sind schwenkbar ausgebildete Rührpaddel angeordnet, so dass die Rührwelle einfach vertikal für Wartungs- oder Reparaturarbeiten entnommen werden kann. From the DE 20 2004 004 101 U1 is a fermenter for a biogas plant with a stirring forth, which has a vertically standing stirrer shaft, which is formed at its lower end as a hollow shaft, so that it can be plugged onto a stationary in the fermenter arranged guide tube. Swivel-shaped stirring paddles are arranged on the stirrer shaft, so that the stirrer shaft can simply be removed vertically for maintenance or repair work.

Aus der DE 20 2004 012 236 U1 geht ein weiteres Rührwerk mit schräg angeordneter Drehwelle hervor. In dieser Dreh- bzw. Rührwelle ist am unteren Ende eine Lagereinheit integriert, so dass bei Service- oder Reparaturarbeiten das Lager zusammen mit der Drehwelle aus dem Fermenter entfernt wird. From the DE 20 2004 012 236 U1 is another agitator with obliquely arranged rotary shaft. In this rotary or agitator shaft, a bearing unit is integrated at the lower end, so that during service or repair work, the bearing is removed together with the rotary shaft from the fermenter.

Die DE 20 2004 005 331 U1 beschreibt ein Rührwerk, das über eine Öffnung in einer Seiten- oder Deckenwandung eines Behälters eines Fermenters herausgenommen werden kann. Dieses Rührwerk weist ein langgestrecktes Rohr auf, dessen Ende lose in ein Stecklager eingesetzt ist. In dem Rohr ist eine Welle gelagert, die an der Außenseite des Rohres angeordnete Rührelemente in Drehung versetzt. The DE 20 2004 005 331 U1 describes a stirrer that can be removed via an opening in a side or top wall of a container of a fermenter. This agitator has an elongated tube, the end of which is loosely inserted into a mating bearing. In the tube, a shaft is mounted, the arranged on the outside of the tube stirring elements in rotation.

In der DE 44 19 782 A1 ist ein horizontaler Fermenter beschrieben, der mit einer mittig abgestützten Rührwerkswelle versehen ist. Die Welle ist in der Mitte geteilt und deren jeweilige Enden werden durch ein Mittellager abgestützt. In the DE 44 19 782 A1 a horizontal fermenter is described, which is provided with a centrally supported agitator shaft. The shaft is split in the middle and their respective ends are supported by a center bearing.

Aus der DE 10 2004 027 077 A1 geht ein weiteres Rührwerk für einen Fermentationsbehälter hervor, das schräg in einen Behälter einsetzbar ist. Mit dem freien Ende ist das Rührwerk auf einem Montagebock abgestützt und gegenüber dem Montagebock schwenkbar angeordnet. From the DE 10 2004 027 077 A1 goes out another agitator for a fermentation tank, which is obliquely inserted into a container. With the free end of the agitator is supported on a mounting bracket and arranged pivotally relative to the mounting bracket.

Die DE 20 2004 017 610 U1 beschreibt eine Biogasanlage mit einem Fermenter, in dem ein Rührwerk mit einer horizontal liegenden Welle vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform wird an der Deckenwandung das zu fermentierende Gut zugeführt und im Bereich des Bodens ist eine Entnahmeöffnung zum Abziehen des fermentierten Gutes angeordnet. The DE 20 2004 017 610 U1 describes a biogas plant with a fermenter, in which an agitator is provided with a horizontal wave. In the embodiment, the material to be fermented is fed to the top wall and in the region of the bottom, a removal opening for withdrawing the fermented material is arranged.

In der DE 201 21 701 U1 ist eine Vorrichtung zum Abbau organischer Substanzen beschrieben, die einen Reaktor bzw. Fermenter aufweist, bei dem organische Substanzen schwimmend von einer Zuführöffnung bis zu einer entfernt davon angeordneten und im Wesentlichen auf dem selben horizontalen Niveau befindlichen Entnahmeöffnung transportiert werden. Hierdurch soll eine quasi-kontinuierliche Verfahrensführung ermöglicht werden. Auch kann eine Zerkleinerung der organischen Substanzen entfallen. In the DE 201 21 701 U1 An apparatus for decomposing organic substances is described, which has a reactor or fermenter in which organic substances are transported in a floating manner from a feed opening to a removal opening arranged thereon and located substantially at the same horizontal level. This is intended to enable a quasi-continuous process management. Also, a comminution of the organic substances can be omitted.

Die DE 201 11 480 U1 zeigt einen Fermenter mit einem Rührwerk, das um eine vertikal stehende Rührwelle gedreht wird. Ein Stück entfernt von der Welle sind Rührmittel angeordnet, die den Inhalt des Fermenters in Bewegung halten. Am Randbereich des Fermenters ist in dem Boden ein Sumpf eingelassen, in den die sich am Boden des Fermenters bildenden Sedimente zugeführt werden. Aus dem Sumpf werden die hier abgelagerten Sedimente mittels einer Rohrleitung abgezogen. The DE 201 11 480 U1 shows a fermenter with a stirrer, which is rotated about a vertical stirrer shaft. A distance from the shaft stirring means are arranged, which keep the contents of the fermenter in motion. At the edge of the fermenter in the bottom of a swamp is embedded, in which the forming at the bottom of the fermenter sediments are supplied. The sediments deposited here are removed from the sump by means of a pipeline.

Aus der DE 200 11 783 U1 geht ein ähnlich ausgebildeter Fermenter hervor, der am Randbereich mit einer Art Sumpf versehen ist, aus der mittels einer Förderschnecke die im Fermenter abgelagerten Sedimente entfernt werden können. From the DE 200 11 783 U1 is a similarly trained fermenter out, which is provided at the edge with a kind of swamp, from which by means of a screw conveyor, the sediment deposited in the fermenter can be removed.

Die DE 102 24 665 A1 zeigt einen Fermenter in Form eines geschlossenen Behälters, bei dem oben das zu fermentierende Material zugeführt wird und unten abgezogen wird. Dieser Fermenter ist mit um eine senkrechte Achse drehbaren Rührmitteln versehen. The DE 102 24 665 A1 shows a fermenter in the form of a closed container, in which the material to be fermented above is fed and pulled down. This fermenter is provided with stirring means rotatable about a vertical axis.

Die DE 31 38 452 A1 zeigt einen weiteren Fermenter mit einem zylinderförmigen Fermenterbehälter, der am oberen Bereich des Behälters ein Einlassrohr und am unteren Bereich des Behälters diametral gegenüberliegend ein Auslassrohr aufweist. The DE 31 38 452 A1 shows a further fermenter with a cylindrical fermenter tank having an inlet tube at the upper portion of the container and at the bottom of the container diametrically opposite an outlet tube.

Aus der EP 1 394 246 A1 geht eine Rühreinrichtung für einen Fermenter hervor, der einen zylinderförmigen Fermenterbehälter aufweist, wobei an jedem Fermenterbehälter radial außen zwei Rührwellen angeordnet sind, mit welchen das darin enthaltene Gut sowohl lokal verwirbelt als auch im gesamten Behälter umgewälzt wird. From the EP 1 394 246 A1 is an agitator for a fermenter out, which has a cylindrical fermenter tank, wherein on each fermenter tank radially outside two stirrer shafts are arranged, with which the material contained therein both locally swirled and circulated throughout the tank.

Dieser Fermenter kann insbesondere mit einem Rührmodul versehen sein, in dem die beiden Rührwellen und der Antriebsmotor integriert sind. Das Rührmodul kann als Einheit für Reparatur- und Wartungsarbeiten aus dem Fermenter vertikal herausgezogen werden. Am Boden des Fermenters sind Aufnahmen angeordnet, um die Enden der Rührwellen aufzunehmen. This fermenter may in particular be provided with a stirring module in which the two stirring shafts and the drive motor are integrated. The stirring module can be pulled out vertically as a unit for repair and maintenance work from the fermenter. At the bottom of the fermenter receptacles are arranged to receive the ends of the stirrer shafts.

Die EP 0 307 500 A1 beschreibt einen transportablen Biogas-Erzeuger mit einem an einem Fahrzeug angeordneten, schräg gestellten, zylinderförmigen Behälter, der an einer Stirnwandung einen Einfüllstutzen aufweist und im Mantelbereich mit einer Entleeröffnung versehen ist. The EP 0 307 500 A1 describes a transportable biogas generator with an arranged on a vehicle, inclined, cylindrical container having a filler neck at an end wall and is provided in the mantle area with an emptying opening.

Die DE 196 21 914 C1 zeigt einen weiteren Fermenter mit einem Art Sumpf in der Mitte des Fermenters, aus welchem mittels eines Schneckenantriebes Sinkschichten aus dem Fermenter entfernt werden können. The DE 196 21 914 C1 shows a further fermenter with a kind of swamp in the middle of the fermenter, from which by means of a screw drive sinking layers can be removed from the fermenter.

Die DE 100 08 667 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Futterstücken aus Klärschlamm. Bei diesem Verfahren wird ein Misthaufen in Form kleiner Stücke einem Gärbehälter zugeführt. Die Stücke werden durch geeignet zugesetzte Bakterien zu einem Gärgemisch umgesetzt. Dieses Gärgemisch wird von einem Ventilator bzw. einem Rotor bewegt und damit durchlüftet. Hierdurch kommt es zu einer Biogasproduktion. Der abgebaute Klärschlamm wird getrocknet und zu kleinen Stücken umgesetzt. Diese kleinen Stücke werden frittiert und können als Futter verwendet werden. The DE 100 08 667 A1 relates to a process for the production of food pieces from sewage sludge. In this method, a manure pile in the form of small pieces is fed to a fermentation tank. The pieces are converted by suitably added bacteria to a fermentation mixture. This fermentation mixture is moved by a fan or a rotor and thus aerated. This leads to a biogas production. The mined sewage sludge is dried and converted into small pieces. These small pieces are fried and can be used as food.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Fermenter zum Betreiben eines Fermenters zu schaffen, der einen einfacheren und effizienteren Betrieb des Fermenters erlaubt. The invention is based on the object to provide a fermenter for operating a fermenter, which allows a simpler and more efficient operation of the fermenter.

Die Aufgabe wird durch einen Fermenter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a fermenter with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.

Der erfindungsgemäße Fermenter umfasst
ein Gehäuse mit zumindest einer Bodenplatte und einer oder mehreren die Bodenplatte umschließenden Seitenwandungen,
ein Rührwerk zum Rühren des im Fermenter befindlichen Substrats, das eine vertikal angeordnete Rührwelle mit sich jeweils in horizontalen Ebenen bewegenden Rührpaddeln aufweist, so dass im Fermenter befindliches Substrat in horizontalen Ebenen gerührt wird,
eine Eintragseinrichtung zum Zuführen von Eingangsstoffen, und
eine Entnahmeöffnung, wobei die Eintragseinrichtung zum Zuführen der Eingangsstoffe am oberen Bereich des Fermenters und die Entnahmeöffnung am unteren Bereich des Fermenters angeordnet sind. The fermenter according to the invention comprises
a housing having at least one bottom plate and one or more side walls enclosing the bottom plate,
an agitator for stirring the substrate located in the fermenter, which has a vertically arranged stirring shaft with stirring paddles which move in horizontal planes in each case, so that substrate located in the fermenter is stirred in horizontal planes,
an input device for supplying input materials, and
a removal opening, wherein the entry means for supplying the input materials are arranged at the upper region of the fermenter and the removal opening at the lower region of the fermenter.

Der erfindungsgemäße Fermenter wird somit von oben nach unten durchströmt, was einen kontinuierlichen Betrieb ermöglicht, wobei sich im Fermenter drei Zonen mit unterschiedlich dichtem Material bilden können. Die oberste Zone ist die Verflüssigungszone, in welcher das eingebracht Substrat verflüssigt wird. Die mittlere Zone ist die Methanisierungszone, in welcher das bereits verflüssigte und etwas verdichtete Material den größten Anteil an Methan freisetzt. In der untersten Zone, der Entnahmezone, befindet sich das bereits vollständig bzw. fast vollständig abgebaute Substrat, das die größte Dichte aufweist. Durch die Durchströmung von oben nach unten wird eine hydraulische Entkopplung der Abbauschritte erzielt, wodurch die Biogasausbeute optimiert wird. The fermenter according to the invention is thus flowed through from top to bottom, which allows continuous operation, which can form three zones with different dense material in the fermenter. The uppermost zone is the liquefaction zone in which the introduced substrate is liquefied. The middle zone is the methanation zone, in which the already liquefied and slightly compressed material releases the largest amount of methane. In the lowest zone, the extraction zone, is the already completely or almost completely degraded substrate, which has the highest density. Through the flow from top to bottom, a hydraulic decoupling of the removal steps is achieved, whereby the biogas yield is optimized.

Das Rührwerk des erfindungsgemäßen Fermenters ist mit einer vertikal angeordneten Rührwelle ausgebildet. Hierdurch werden mit der Rührwelle verbundene Paddel jeweils in einer horizontalen Ebene bewegt und das im Fermenter befindliche Substrat wird in Horizontalebenen gerührt. Dies fördert die Einstellung der oben beschriebenen geschichteten Abbauzonen. The stirrer of the fermenter according to the invention is formed with a vertically arranged stirrer shaft. As a result, paddles connected to the stirring shaft are each moved in a horizontal plane, and the substrate in the fermenter is stirred in horizontal planes. This promotes the setting of the stratified degradation zones described above.

Erfindungsgemäß sind die an der Rührwelle angeordneten Rührpaddel mit unterschiedlichen Neigungen gegenüber der Vertikalen einstellbar. So kann die Verdrängungswirkung der Viskosität des im Fermenter befindlichen Substrates angepasst werden. Mit den mehreren Paddel unterschiedlicher Neigung können unterschiedlich stark viskose Substratschichten entsprechend unterschiedlich stark beaufschlagt werden. According to the invention, the stirring paddles arranged on the agitator shaft can be adjusted with different inclinations relative to the vertical. Thus, the displacement effect of the viscosity of the substrate located in the fermenter can be adjusted. With the several paddles of different inclination, different degrees of viscous substrate layers can be subjected to different degrees of intensity.

Der Fermenter ist insbesondere ein Fermenter für die Trockenfermentation für Biogasanlagen und wird betrieben, indem am oberen Bereich des Fermenters Eingangsstoffe für die Trockenfermentation zugeführt werden und am unteren Bereich des Fermenters das vergorene Substrat abgezogen wird. The fermenter is in particular a fermenter for dry fermentation for biogas plants and is operated by supplying input materials for dry fermentation at the upper area of the fermenter and withdrawing the fermented substrate at the lower area of the fermenter.

Durch die Durchströmung von oben nach unten wird die oben erwähnte Zonenbildung ermöglicht. Through the flow from top to bottom, the above-mentioned zoning is possible.

Vorzugsweise wird das Substrat des Fermenters radial vermischt, was die Zonenbildung fördert. Hierzu ist es auch förderlich, dass das Rühren langsam, beispielsweise mit einer Drehgeschwindigkeit der Rührwelle(n) im Bereich von 0 bis 20 U/min bzw. bis maximal 60 U/min durchgeführt wird. Preferably, the substrate of the fermenter is radially mixed, which promotes zoning. For this purpose, it is also beneficial that the stirring is carried out slowly, for example at a rotational speed of the stirring shaft (s) in the range of 0 to 20 U / min or up to a maximum of 60 U / min.

Der Fermenter umfasst vorzugsweise ein Rührwerk mit
einem Antriebsmechanismus zum Drehen der Rührwelle, wobei der Antriebsmechanismus am oberen Endbereich der Rührwelle angreift, und
einem Zentrierlager zum Zentrieren des unteren Endes der Rührwelle. The fermenter preferably comprises a stirrer with
a drive mechanism for rotating the stirring shaft, the driving mechanism engaging the upper end portion of the stirring shaft, and
a centering for centering the lower end of the agitator shaft.

Das Rührwerk zeichnet sich dadurch aus, dass das Zentrierlager derart lösbar von der Rührwelle ist, dass diese durch Einschieben in das Zentrierlager zentrierbar ist und alleine durch die Schwerkraft der Rührwelle im Zentrierlager gehalten wird. The agitator is characterized in that the centering bearing is so detachable from the agitator shaft that it can be centered by insertion into the centering and is held solely by the gravity of the agitator shaft in the centering.

Hierdurch ist es möglich, die Rührwelle während des Betriebes der Fermenters aus dem Zentrierlager nach oben herauszuziehen und aus dem Fermenter zu entfernen. Diese Rührwelle kann dann gewartet und wieder in den Fermenter in das Zentrierlager eingeführt werden oder durch eine andere Rührwelle ausgetauscht werden. Hierbei muss der Fermenter nicht entleert werden, weshalb die Rührwelle wesentlich schneller austauschbar ist, als dies bei herkömmlichen Fermentern der Fall ist. Weist der Fermenter eine oder mehrere weitere Rührwellen auf, so kann der Betrieb weiter aufrecht erhalten werden. This makes it possible to extract the stirrer shaft during operation of the fermenter from the centering up and remove it from the fermenter. This stirring shaft can then be serviced and reintroduced into the fermenter in the centering or be replaced by another agitator shaft. In this case, the fermenter does not have to be emptied, which is why the stirring shaft is exchangeable much faster than is the case with conventional fermenters. If the fermenter has one or more additional stirrer shafts, the operation can continue to be maintained.

Vorzugsweise weist das Zentrierlager einen trichterförmigen Einfuhrbereich auf, der das Einführen der Rührwelle in das Zentrierlager erleichtert. The centering bearing preferably has a funnel-shaped insertion area, which facilitates the introduction of the stirring shaft into the centering bearing.

Zweckmäßigerweise ist im unteren Endbereich in der Rührwelle ein Wellenstummel angeordnet, der mittels eines Lagers drehbar gegenüber der übrigen Rührwelle gelagert ist. Dieses Lager zum Drehen der Welle stellt das wartungsintensivste Teil dar Rührwelle dar. Üblicherweise ist das Lager am Fermenterkörper befestigt. Bei der Anordnung des Lagers in der Rührwelle kann das Lager zusammen mit der Rührwelle aus dem Fermenter herausgezogen und gewartet werden. Conveniently, a stub shaft is arranged in the lower end region in the agitator shaft, which is mounted by means of a bearing rotatable relative to the other agitator shaft. This bearing for rotating the shaft is the most maintenance-intensive part of the agitator shaft. Usually, the bearing is on the shaft Attached fermenter body. In the arrangement of the bearing in the agitator shaft, the bearing can be pulled out and maintained together with the agitator shaft from the fermenter.

Vorzugsweise weist das Zentrierlager im unteren Bereich eine Öffnung auf, aus welcher Material beim Einführen der Rührwelle in das Zentrierlager verdrängt werden kann. The centering bearing preferably has an opening in the lower region, from which material can be displaced into the centering bearing when the agitator shaft is inserted.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand der Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen schematisch: The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawings. In the drawings show schematically:

1 einen erfindungsgemäßen Fermenter in einer Schnittdarstellung zusammen mit einer Eintragseinrichtung, 1 a fermenter according to the invention in a sectional view together with an entry device,

2 einen Schnitt durch den Fermenter aus 1 im Bereich eines Rührwerks, 2 a section through the fermenter 1 in the area of an agitator,

3 im Teilschnitt den unteren Endbereich eines Rührwerks, 3 in partial section the lower end of a stirrer,

4 das Zentrierlager mit einem Einführtrichter aus den 1 bis 3 mit Blickrichtung von schräg oben, 4 the centering with an insertion funnel from the 1 to 3 looking diagonally from above,

5 das Einführen eines Rührwerks in den Fermenter in sechs Teilschritten, 5 the introduction of an agitator into the fermenter in six steps,

6 den Fermenterkörper mit teilweise geöffneter Decke, 6 the fermenter body with partially opened ceiling,

7 einen Schnitt durch den Fermenterkörper aus 6 in einem unteren Eckbereich, 7 a section through the fermenter body 6 in a lower corner area,

8 den Aufbau einer Biogasanlage mit dem erfindungsgemäßen Fermenter, 8th the construction of a biogas plant with the fermenter according to the invention,

9 ein Verfahrensfließbild der in der Biogasanlage aus 8 ablaufenden Prozesse, und 9 a process flow diagram of the biogas plant 8th ongoing processes, and

10 die Strömungen im Fermenter aus 1. 10 the currents in the fermenter off 1 ,

Ein Fermenter 1 weist eine Fermenterkörper 2 zur Aufnahme eines Substrates 3 auf (1). A fermenter 1 has a fermenter body 2 for receiving a substrate 3 on ( 1 ).

Der Fermenterkörper 2 ist aus einer in der Draufsicht kreisförmigen Bodenplatte 4, einer die Bodenplatte 4 umschließenden Seitenwandungen 5 und einer Decke 6 ausgebildet (6, 7). Die Seitenwandungen 5 und die Decke 6 sind aus Fertig-Betonteilen zusammengesetzt. The fermenter body 2 is from a circular in plan view bottom plate 4 one of the bottom plate 4 enclosing sidewalls 5 and a blanket 6 educated ( 6 . 7 ). The side walls 5 and the ceiling 6 are composed of prefabricated concrete parts.

7 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen unteren Eckbereich des Fermenterkörpers mit einem Ringfundament 7, der aus Stahlbeton ausgebildeten Bodenplatte 4 und der aus Stahlbeton ausgebildeten Seitenwandungen 5. Das Ringfundament 7 und die Bodenplatte 4 lagern auf einer aus Makrobeton hergestellten Sauberkeitsschicht 8. Die einzelnen Beton-Fertigteile der Seitenwandungen 5 sind miteinander verspannt, wobei in den Segmenten der Seitenwandungen 5 Kanäle ausgebildet sind, in welchen die Spanngurte (nicht dargestellt) verlaufen. 7 shows a sectional view through a lower corner region of the fermenter body with a ring foundation 7 , the reinforced concrete floor plate 4 and the reinforced concrete side walls 5 , The ring foundation 7 and the bottom plate 4 store on a layer made of macrocrete cleanliness 8th , The individual precast concrete parts of the side walls 5 are braced with each other, being in the segments of the side walls 5 Channels are formed, in which the tension straps (not shown) extend.

Auch die Decke ist aus mehreren Beton-Fertigteilen hergestellt, die jeweils einzelne Kreissegmente bilden. Die Deckenteile lagern mit dem breiten Ende auf der Seitenwandung 5 und mit dem schmalen Ende auf einer zentrisch im Fermenterkörper 2 angeordneten Stützsäule 9. Einige Segmente der Decke 6 sind mit einer Öffnung 10 versehen, deren Funktion unten näher erläutert wird. Also, the ceiling is made of several precast concrete parts, each forming individual circle segments. The ceiling parts store with the wide end on the side wall 5 and with the narrow end on a centric in the fermenter body 2 arranged support column 9 , Some segments of the ceiling 6 are with an opening 10 whose function is explained in more detail below.

Der Fermenter 1 weist zumindest ein Rührwerk 11 auf. Das Rührwerk 11 umfasst eine etwa vertikal angeordnete Rührwelle 12,
einen Antriebsmechanismus 13, der am oberen Endbereich der Rührwelle 12 angreift,
mehrere Paddel 14, die jeweils mittels einer Paddelstange 15 an der Rührwelle 12 befestigt sind, und
ein Zentrierlager 16, das auf der Bodenplatte 4 zur Aufnahme des unteren Endbereichs der Rührwelle 12 angeordnet ist. The fermenter 1 has at least one agitator 11 on. The agitator 11 comprises an approximately vertically arranged stirrer shaft 12 .
a drive mechanism 13 at the upper end of the stirrer shaft 12 attacks
several paddles 14 , each by means of a paddle rod 15 at the stirrer shaft 12 are attached, and
a centering bearing 16 on the floor plate 4 for receiving the lower end portion of the stirring shaft 12 is arranged.

Der Antriebsmechanismus 13 ist aus einem Elektromotor und einem Antriebsgetriebe ausgebildet und ist oberhalb der Decke 6 angeordnet. Der Antriebsmechanismus 13 ist an einer Deckelplatte 17 befestigt, mit der die Öffnung 10 der Decke 6 abgedeckt ist. Die Durchführung der Rührwelle 12 durch die Deckelplatte 17 erfolgt mit einem herkömmlichen Lager. Zusätzliche Abdichtungselemente sind nicht notwendig, da das Substrat im Normalbetrieb nicht mit der Decke 6 und der Deckelplatte 17 in Kontakt kommt. The drive mechanism 13 is formed of an electric motor and a drive gear and is above the ceiling 6 arranged. The drive mechanism 13 is on a cover plate 17 attached, with the opening 10 the ceiling 6 is covered. The implementation of the stirrer shaft 12 through the cover plate 17 takes place with a conventional bearing. Additional sealing elements are not necessary as the substrate will not work with the ceiling during normal operation 6 and the cover plate 17 comes into contact.

Die Rührwelle 12 ist aus einem Stahlrohr ausgebildet, das sich von der Decke 6 bis knapp über die Oberfläche der Bodenplatte 4 erstreckt. Die Paddelstangen 15 sind an die Rührwelle 12 geklemmt. Diese Klemmung kann an einer an sich beliebigen Stelle der Rührwelle 12 erfolgen. Deshalb ist es möglich, die Anzahl und die Anordnung der Paddel zu variieren. Die Paddel müssen nicht, wie es in 1 und 2 gezeigt ist, in einer Ebene angeordnet sein. Sie können in beliebigen Winkel zueinander versetzt an der Rührwelle 12 angeordnet sein. The stirring shaft 12 is made of a steel tube extending from the ceiling 6 until just above the surface of the bottom plate 4 extends. The paddle poles 15 are to the stirrer shaft 12 clamped. This clamping can be at any location of the stirring shaft 12 respectively. Therefore, it is possible to vary the number and arrangement of the paddles. The paddles do not have to like it in 1 and 2 is shown to be arranged in a plane. They can be offset at any angle to each other on the stirrer shaft 12 be arranged.

Die Paddel 14 und die Paddelstangen 15 weisen jeweils Flansche mit korrespondierenden Bohrungen auf (nicht dargestellt), die mittels Schraubverbindung miteinander befestigbar sind. Hierdurch ist es auch möglich, die Paddel 14 gegenüber der Vertikalen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln an den Paddelstangen 15 zu befestigen. Hierdurch kann die effektive Verdrängungsfläche der Paddel 14 in dem im Fermenter befindlichen Substrat 3 verändert werden. Je steiler die Paddel 14 angeordnet sind, desto größer ist die effektive Verdrängungsfläche. The paddles 14 and the paddle poles 15 each have flanges with corresponding holes (not shown), which are fastened together by means of screw. This also makes it possible to use the paddles 14 opposite the vertical with different angles of inclination on the paddle poles 15 to fix. This allows the effective displacement of the paddles 14 by doing in the fermenter located substrate 3 to be changed. The steeper the paddle 14 are arranged, the larger the effective displacement surface.

3 zeigt den sich im Zentrierlager 16 befindlichen unteren Endbereich der Rührwelle 12 in einer Schnittdarstellung. Das Zentrierlager 12 weist einen Einführtrichter 19 auf, der in den darunter angeordneten Zentrierabschnitt mündet. Der Zentrierabschnitt 20 ist in der Draufsicht quadratisch und wird durch vier Seitenwandungen ausgebildet. Grundsätzlich ist jede Form für den Zentrierabschnitt möglich, die zu einer drehfesten In-Eingreifnahme mit einem korrespondierend ausgebildeten Koppelelement 28 führt. Insbesondere kann die Form des Zentrierabschnittes und des korrespondierenden Koppelelements die Form eines beliebigen anderen Polyeders annehmen. Der Zentrierabschnitt 20 ist mit einem Abstand h über einer Basisplatte 21 angeordnet. Der Zentrierabschnitt 20 und der Einführtrichter 19 werden von Stützwandungen 22 gehalten, die sich vom Zentrierabschnitt 20 etwa radial nach außen erstrecken. Da der Zentrierabschnitt 20 mit dem Abstand h über der Basisplatte 21 angeordnet ist, ist zwischen dem Zentrierabschnitt 20 und der Basisplatte 21 ein Freiraum bzw. sind mehrere Öffnungen ausgebildet, durch welche sich im Zentrierlager 16 befindliches Substrat hindurch gedrängt werden kann, wenn eine Rührwelle 12 in das Zentrierlager 16 eingeführt wird. 3 shows up in the centering warehouse 16 located lower end portion of the stirring shaft 12 in a sectional view. The centering bearing 12 has an insertion funnel 19 on, which opens into the centering section arranged underneath. The centering section 20 is square in plan view and is formed by four side walls. In principle, any shape for the centering section is possible, which results in a rotationally fixed engagement with a correspondingly formed coupling element 28 leads. In particular, the shape of the centering portion and the corresponding coupling element may take the form of any other polyhedron. The centering section 20 is at a distance h above a base plate 21 arranged. The centering section 20 and the insertion funnel 19 be from supporting walls 22 held, extending from the centering section 20 extend approximately radially outwards. As the centering 20 with the distance h above the base plate 21 is arranged, is between the centering 20 and the base plate 21 a free space or a plurality of openings are formed through which in the centering 16 can be urged through the substrate when a stirring shaft 12 in the centering warehouse 16 is introduced.

Im Zentrum des Zentrierlagers 12 ist ein Auflager 23 in Form eines massiven Metallsockels angeordnet. Das Auflager ist mit einer nach oben gerichteten Zentrierspitze 24 versehen. In the center of the centering camp 12 is a support 23 arranged in the form of a solid metal base. The support is with an upwardly directed centering tip 24 Mistake.

Sowohl das Auflager 23 als auch das Zentrierlager 16 sind mit der Basisplatte 21 verschweißt und werden als Baueinheit an vorbestimmten Stellen auf der Bodenplatte 4 des Fermenters 1 befestigt. Both the support 23 as well as the centering bearing 16 are with the base plate 21 welded and are as a unit at predetermined locations on the bottom plate 4 of the fermenter 1 attached.

Das untere Ende der Rührwelle 12 umfasst einen Wellenstummel 25, der drehbar in dem rohrförmigen Wellenkörper 26 der Rührwelle 12 gelagert ist. Der Wellenstummel 25 ist aus einem massiven, langgestreckten Stab 27 und einem am unteren Endbereich des Stabes 27 angeordneten Koppelelement 28 ausgebildet. Das Koppelelement 28 steht radial am Stab 27 vor und ist mit seinen äußeren Begrenzungsflächen in der Draufsicht derart quadratisch geformt, das es mit geringem Spiel in den Zentrierabschnitt 20 passt. Am unteren umlaufenden Rand des Koppelelements 28 sind Einführschrägen 29 ausgebildet. Die untere Stirnfläche des Stabes 27 ist als kegelförmige Ausnehmung ausgeformt, die formschlüssig auf die Zentrierspitze 24 passt. Der Wellenstummel 25 ist somit durch das Zentrierlager 16 und das Auflager 23 zentriert gelagert und die formschlüssige In-Eingriffnahme zwischen dem Zentrierabschnitt 20 und dem Koppelelement 28 bewirkt eine drehfeste Anordnung des Wellenstummels 25. The lower end of the stirrer shaft 12 includes a stub shaft 25 which is rotatable in the tubular shaft body 26 the stirrer shaft 12 is stored. The stub shaft 25 is made of a massive, elongated rod 27 and one at the lower end portion of the rod 27 arranged coupling element 28 educated. The coupling element 28 is radially on the rod 27 before and is square shaped with its outer boundary surfaces in the plan view, it with little play in the centering 20 fits. At the lower peripheral edge of the coupling element 28 are chamfers 29 educated. The lower end face of the rod 27 is formed as a conical recess, the form-fitting on the centering tip 24 fits. The stub shaft 25 is thus through the centering 16 and the support 23 stored centered and the positive engagement between the centering 20 and the coupling element 28 causes a rotationally fixed arrangement of the stub shaft 25 ,

In dem rohrförmigen Wellenkörper 26 ist ein kreisscheibenförmiger Anschlag 30 etwas oberhalb der oberen Stirnfläche des Wellenstummels 25 angeordnet. Zwischen dem Anschlag 30 und dieser Stirnfläche befindet sich ein Pendelrollenlager 31, über das die Last der Rührwelle 12 auf den Wellenstummel 25 übertragen wird und das ein Drehen des Wellenkörpers 26 bezüglich des Wellenstummels 25 erlaubt. In the tubular shaft body 26 is a circular disc-shaped stop 30 slightly above the upper end face of the stub shaft 25 arranged. Between the stop 30 and this end face is a spherical roller bearing 31 , about which the load of the stirrer shaft 12 on the stub shaft 25 is transmitted and that turning the shaft body 26 concerning the stub shaft 25 allowed.

Im Bereich zwischen dem Pendelrollenlager 31 und dem Koppelelement 28 sind Nadellager 32 und Kunststoffhülsen 33 abwechselnd angeordnet, die den Wellenstummel 25 umschließen. An der Innenfläche des Wellenkörpers 26 ist im Bereich unterhalb des Anschlages 30 ein Einschubrohr 34 angeordnet, das einerseits zum Einschieben des Wellenstummels 25 mit den Lagern 31, 32 in den unteren Endbereich des Wellenkörpers 26 dient und zum anderen den Wellenstummel mit den Lagern 31, 32 und den Kunststoffhülsen exakt im Wellenkörper 26 positioniert. In the area between the spherical roller bearings 31 and the coupling element 28 are needle bearings 32 and plastic sleeves 33 alternately arranged, which the stub shaft 25 enclose. On the inner surface of the shaft body 26 is in the area below the stop 30 an insertion tube 34 arranged, on the one hand for inserting the stub shaft 25 with the camps 31 . 32 in the lower end region of the shaft body 26 serves and the other the shaft stub with the camps 31 . 32 and the plastic sleeves exactly in the shaft body 26 positioned.

Im Bereich zwischen dem Koppelelement 28, dem Einschubrohr 34 und dem untersten Nadellager 32 ist eine Dichtungsanordnung 35 vorgesehen, welche mehrere Dichtungselemente umfasst, vorgesehen, die das Eindringen von Substrat in den Zwischenbereich zwischen dem Wellenstummel 25 und dem Wellenkörper 26 verhindert. In the area between the coupling element 28 , the insertion tube 34 and the lowest needle roller bearing 32 is a seal arrangement 35 provided, which comprises a plurality of sealing elements, provided that the penetration of substrate in the intermediate region between the stub shaft 25 and the shaft body 26 prevented.

Die erfindungsgemäße Rührwelle 12 kann während des Betriebes des Fermenters nach oben herausgezogen werden, wobei das Koppelelement 28 aus dem Zentrierlager 16 herausgleitet. Im Fermenter 1 verbleiben lediglich das Zentrierlager 16 und das Auflager 23. Dies sind starke Stahlteile, die keinen nennenswerten Verschleiß unterliegen und nicht regelmäßig gewartet werden müssen. Die wesentlich wartungsintensiveren Lager 31, 32 werden zusammen mit der Rührwelle 12 aus dem Fermenter entfernt und können außerhalb des Fermenters gewartet werden, ohne dass der Betreib des Fermenters unterbrochen werden muss. The stirring shaft according to the invention 12 can be pulled upwards during operation of the fermenter, wherein the coupling element 28 from the centering warehouse 16 slides out. In the fermenter 1 only the centering bearing remains 16 and the support 23 , These are strong steel parts that are not subject to any significant wear and need no regular maintenance. The much more maintenance intensive bearings 31 . 32 be together with the stirrer shaft 12 removed from the fermenter and can be maintained outside the fermenter without the operation of the fermenter must be interrupted.

Beim Herausziehen und Einführen der Rührwelle sind die Paddel 14 und die dazugehörigen Paddelstangen 15 jeweils so auszurichten, dass sie durch die Öffnung 10 der Decke 6 des Fermenters 1 geführt werden. Das Einführen des Rührwerkes 11 in den Fermenter 1 ist schematisch in 5 dargestellt. When pulling out and inserting the stirring shaft are the paddles 14 and the associated paddle poles 15 each align so that they pass through the opening 10 the ceiling 6 of the fermenter 1 be guided. The introduction of the stirrer 11 in the fermenter 1 is schematic in 5 shown.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Paddel 14 und die Paddelstangen 15 eine gesamte Länge von jeweils 1,4 m auf. Die Öffnung 10 ist vorzugsweise mit einer geringfügig größeren Weite von z.B. 1,5 ausgebildet, wodurch die Festigkeit der Decke 6 nicht beeinträchtigt ist und zugleich das Rührwerk 11 mit der Rührwelle 12 herausgenommen und wieder eingeführt werden kann. Der vollständige Austausch eines Rührwerkes dauert wenige Stunden. In the present embodiment, the paddles 14 and the paddle poles 15 a total length of 1.4 m each. The opening 10 is preferably formed with a slightly larger width of eg 1.5, whereby the strength of the ceiling 6 is not impaired and at the same time the agitator 11 with the stirrer shaft 12 taken out and can be reintroduced. The complete replacement of a stirrer takes a few hours.

Zum Zuführen von Eingangsstoffen in den Fermenter 1 ist eine Eintragseinrichtung 36 vorgesehen (1), die einen Vorratsbehälter 37, eine Förderschnecke 38 und einen Förderkanal 39 umfasst. Der Förderkanal mündet im oberen Bereich des Fermenters. Er kann entweder in einer Öffnung der Decke 6 münden, oder am oberen Randbereich der Seitenwandung 5. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 40 am oberen Randbereich der Seitenwandung 5 angeordnet. Zur Entnahme des vergoren Materials aus dem Fermenter ist eine Entnahmeöffnung 41 am unteren Randbereich der Seitenwandung 5 des Fermenters 1 angeordnet. An der Entnahmeöffnung 41 ist eine Förderpumpe (nicht dargestellt) gekoppelt, die das vergorene Material zur weiteren Verarbeitung befördert. For feeding input materials into the fermenter 1 is an entry device 36 intended ( 1 ), which is a storage container 37 , a screw conveyor 38 and a conveyor channel 39 includes. The delivery channel opens at the top of the fermenter. He can either in an opening of the ceiling 6 open, or at the upper edge of the side wall 5 , In the present embodiment, the opening 40 at the upper edge of the side wall 5 arranged. To remove the fermented material from the fermenter is a removal opening 41 at the lower edge of the side wall 5 of the fermenter 1 arranged. At the removal opening 41 a feed pump (not shown) is coupled to convey the fermented material for further processing.

Da die Zuführöffnung 40 oben und die Entnahmeöffnung 41 unten am Fermenter angeordnet sind, wird der Fermenter von oben nach unten beschickt. Vorzugsweise sind die Zuführöffnung 40 und die Entnahmeöffnung 41 diametral gegenüberliegend am Fermenter angeordnet, so dass das Substrat beim Durchfluss durch den Fermenter diesen einmal vollständig queren muss. Because the feed opening 40 above and the removal opening 41 are arranged below the fermenter, the fermenter is charged from top to bottom. Preferably, the feed opening 40 and the removal opening 41 arranged diametrically opposite to the fermenter, so that the substrate has to cross completely when passing through the fermenter this once.

Der Betrieb des Fermenters 1 wird nachfolgend anhand der schematischen Darstellung aus 10 näher erläutert, die eine Draufsicht des kreisförmigen Fermenter 1 mit zwei Rührwerken 11 zeigt. The operation of the fermenter 1 will be described below with reference to the schematic representation 10 which explains a plan view of the circular fermenter 1 with two agitators 11 shows.

Die Eingangsstoffe werden oben am Fermenter 1 durch die Zuführöffnung 40 zugeführt. Geeignete Eingangsstoffe für die Trockenfermentation sind im wesentlichen alle verwertbaren stapelfähigen Biomassen mit einem Trockenstoff-Gehalt von zumindest 25 %. Geeignete Eingangsstoffe sind z.B. Silomais, Getreide-GPS, Grassilage, Zuckerrübensilage, Futterrübensilage und Getreide (Roggen, Triticale, Gerste, Weizen). The input materials are at the top of the fermenter 1 through the feed opening 40 fed. Suitable input materials for dry fermentation are essentially all usable stackable biomasses with a dry matter content of at least 25%. Suitable input materials are for example silage corn, grain GPS, grass silage, sugar beet silage, feed beet silage and cereals (rye, triticale, barley, wheat).

Die beiden Rührwerke 11 werden in gleicher Drehrichtung betrieben. Die Drehgeschwindigkeit ist gering. Sie beträgt maximal 60 U/min. Typischerweise liegt die Drehgeschwindigkeit im Normalbetrieb im Bereich von 0 bis 20 U/min. Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Anordnung mit vertikal ausgerichteter Rührwelle und einer langsamen, kontinuierlichen Drehung des Rührwerkes das gesamte Substrat 3 des Fermenters 1 bewegt wird (siehe Pfeile 42). Hierfür ist es vorteilhaft, wenn der Fermenter in seiner Draufsicht kreisförmig ausgebildet ist. The two agitators 11 are operated in the same direction of rotation. The rotational speed is low. It is a maximum of 60 rpm. Typically, during normal operation, the rotational speed is in the range of 0 to 20 rpm. It has been found that in this arrangement with vertically oriented stirrer shaft and a slow, continuous rotation of the agitator, the entire substrate 3 of the fermenter 1 is moved (see arrows 42 ). For this purpose, it is advantageous if the fermenter is circular in its plan view.

Es hat sich zudem gezeigt, dass zum Bewegen des vollständigen Substrates lediglich ein einziges Rührwerk notwendig ist. Aus Sicherheitsgründen sind vorzugsweise jedoch zwei oder mehrere Rührwerke eingebaut, um beim Ausfall eines Rührwerkes das Substrat kontinuierlich in Bewegung halten zu können. Hierdurch wird ein Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels im Fermenter durch Biogaseinschlüsse in den Schwimmdecken verhindert. It has also been shown that only a single agitator is necessary to move the complete substrate. For safety reasons, however, two or more stirrers are preferably installed in order to keep the substrate in motion in case of failure of a stirrer can continuously. As a result, an increase in the liquid level in the fermenter is prevented by biogas inclusions in the floating ceilings.

Bei der kontinuierlichen rotatorischen Umwälzung des Substrates im Fermenter stellen sich drei Abbauzonen 43, 44, 45 ein (1). Die drei Abbauszonen sind übereinander geschichtet. Die oberste Zone ist eine Verflüssigungszone 43, die mittlere Zone eine Methanisierungszone 44 und die untere Zone eine Entnahmezone 45. In the continuous rotary circulation of the substrate in the fermenter, there are three degradation zones 43 . 44 . 45 one ( 1 ). The three mining zones are stacked on top of each other. The uppermost zone is a liquefaction zone 43 , the middle zone is a methanation zone 44 and the lower zone a withdrawal zone 45 ,

In der Verflüssigungszone befindet sich das noch wenig abgebaute Substrat, das aufgrund des hohen Organikgehalts die geringste Dichte aufweist. Das Material sinkt mit fortschreitender Verflüssigung durch den biologischen Abbau aus der Verflüssigungszone in die Methanisierungszone ab. In der Methanisierungszone wird das meiste Methan freigesetzt. Stark abgebautes Substrat gelangt auf Grund der höheren Dichte in die Entnahmezone, aus welcher es durch die Entnahmeöffnung 41 abgeführt wird. In the liquefaction zone is the still little degraded substrate, which has the lowest density due to the high organics content. The material sinks from the liquefaction zone into the methanation zone as the liquefaction progresses through biodegradation. In the methanation zone, most of the methane is released. Highly degraded substrate passes into the extraction zone due to the higher density, from which it flows through the removal opening 41 is dissipated.

Das hierbei entstandene Biogas sammelt sich unterhalb der Decke 6 an und wird an einer Öffnung 46 in der Decke 6 abgeführt. The resulting biogas accumulates below the ceiling 6 and will be at an opening 46 in the ceiling 6 dissipated.

Der Füllstand im Fermenter wird mittels einer Radarsonde (nicht dargestellt) überwacht. Übersteigt der Füllpegel ein bestimmtes Niveau, schaltet sich automatisch die Förderpumpe für die Entnahme des abgebauten Materials ein. The level in the fermenter is monitored by means of a radar probe (not shown). If the fill level exceeds a certain level, the feed pump automatically switches on to remove the mined material.

Der Fermenter 1 wird kontinuierlich mittels der Eintragseinrichtung 36 beschickt. Der Vorratsbehälter 37 der Eintragseinrichtung 36 kann vom Betreiber diskontinuierlich gefüllt werden, wobei die Steuereinrichtung die kontinuierliche Beschickung mittels der Förderschnecke 38 steuert. Mittels der durch die Radarsonde gesteuerten Entnahme erfolgt die Abförderung des abgebauten Materials auch kontinuierlich. The fermenter 1 is continuously by means of the entry device 36 fed. The storage tank 37 the entry device 36 can be filled discontinuously by the operator, wherein the control means the continuous feed by means of the screw conveyor 38 controls. By means of the removal controlled by the radar probe, the removal of the mined material is also carried out continuously.

Die typische mittlere hydraulische Verweilzeit des Substrates beträgt etwa 40 Tage im Fermenter. Die spezifische Raumbelastung liegt bei 8 kg oTS/m³/d. The typical mean hydraulic residence time of the substrate is about 40 days in the fermenter. The specific room load is 8 kg oTS / m ³ / d.

Vorzugsweise ist der Fermenter 1 mit einer Heizeinrichtung ausgestattet, die die Temperierung des Substrats im Fermenter erlaubt, so dass eine optimale Gärtemperatur im Fermenter gehalten werden kann. Preferably, the fermenter 1 equipped with a heater that allows the temperature of the substrate in the fermenter, so that an optimal fermentation temperature can be maintained in the fermenter.

Nachfolgend wird eine Biogasanlage mit dem erfindungsgemäßen Fermenter erläutert. Die Biogasanlage weist einen Fermenter 1 mit der Eintragseinrichtung 36, eine kombinierten Nachgärer/Gasspeicher 47, eine Pumpenstation 48, einen Lagerplatz für die festen Gärprodukte 49, zwei Blockheizkraftwerke 50, einen Öltank 51, einen Biogasnotfackel 52, eine Trafostation 53 und einen Abfüllplatz 54 für die flüssigen Gärprodukte. In the following, a biogas plant with the fermenter according to the invention will be explained. The biogas plant has a fermenter 1 with the charge device 36 , a combined post-fermenter / gas storage 47 , a pump station 48 , a storage place for the solid fermentation products 49 , two combined heat and power plants 50 , an oil tank 51 , a biogas emergency torch 52 , a transformer station 53 and a filling station 54 for the liquid fermentation products.

Im Vorratsbehälter 37 der Eintragseinrichtung 36 wird Silage mit Fermentationshilfsstoffen gemischt und diese Mischung wird als Eingangsstoffe dem Fermenter 1 zugeführt. Das im Fermenter erzeugte Biogas wird über die Pumpenstation 48 dem kombinierten Nachgärer/Gasspeicher 47 zugeführt. Die vergärten Substrate werden über die Pumpenstation 48 entweder dem Nachgärer/Gasspeicher 47 direkt oder über ein Zerkleinerungsaggregat 55 dem Nachgärer/Gasspeicher 47 zugeführt. Der Nachgärer/Gasspeicher 47 ist ein großvolumiger Speicherbehälter mit einer Doppelmembran, wobei sich zwischen den beiden Membranen das Biogas befindet und unterhalb der unteren Membran das flüssige Gärprodukt. Das flüssige Gärprodukt kann dem Nachgärer/Gassspeicher 47 und/oder dem Fermenter 1 entnommen und über einen Separator 56 von seinen Festbestandteilen getrennt werden, die als organischer Dünger verwendbar sind, wonach das aufgetrennte flüssige Gärprodukt dem Nachgärer/Gasspeicher 47 zugeführt wird. Somit kann der Trockensubstanzgehalt im Nachgärer/Gasspeicher 47 durch den Separator 56 gesteuert werden Dieser Dünger weist typischerweise einen Trockenstoffgehalt von 30 % bis 35 % auf. In the storage container 37 the entry device 36 Silage is mixed with fermentation aids and this mixture is used as input material to the fermenter 1 fed. The biogas produced in the fermenter is pumped via the pump station 48 the combined post-fermenter / gas storage 47 fed. The degraded substrates are transferred via the pump station 48 either the post-fermenter / gas storage 47 directly or via a comminution unit 55 the post-fermenter / gas storage 47 fed. The post-fermenter / gas storage 47 is a large-volume storage tank with a double membrane, which is located between the two membranes biogas and below the lower membrane, the liquid fermentation product. The liquid fermentation product can the post-fermenter / gas storage 47 and / or the fermenter 1 taken and a separator 56 be separated from its solid components, which are useful as organic fertilizer, after which the separated liquid fermentation product the post-fermenter / gas storage 47 is supplied. Thus, the dry matter content in the post-fermenter / gas storage 47 through the separator 56 This fertilizer typically has a dry matter content of 30% to 35%.

Das im Fermenter 1 abgebaute Substrat kann auch direkt als organischer Dünger verwendet werden. Dies ist ein flüssiger Dünger mit einem Trockenstoffgehalt von 10 % bis 15 %. That in the fermenter 1 degraded substrate can also be used directly as an organic fertilizer. This is a liquid fertilizer with a dry matter content of 10% to 15%.

Das im Nachgärer/Gasspeicher 47 gespeicherte Biogas wird über eine Kondensatabscheider 57 den Blockheizkraftwerken 50 zur Erzeugung von Strom und Wärme zugeführt. Der Öltank 51 ist dazu vorgesehen, die Blockheizkraftwerke 50 mit Zündöl zu versorgen. Weiterhin kann mit einer Notfackel 52 Biogas verbrannt werden, wenn die Blockheizkraftwerke die anfallende Biogasmenge nicht verarbeiten können. The in the post-fermenter / gas storage 47 stored biogas is via a condensate separator 57 the combined heat and power plants 50 supplied for the production of electricity and heat. The oil tank 51 is intended, the combined heat and power plants 50 to supply with ignition oil. Furthermore, with an emergency torch 52 Biogas be incinerated, if the combined heat and power plants can not process the amount of biogas produced.

Die Erfindung kann folgendermaßen kurz zusammengefasst werden: The invention can be briefly summarized as follows:

Die Erfindung betrifft einen Fermenter. The invention relates to a fermenter.

Das Rührwerk weist eine Rührwelle auf, die erfindungsgemäß etwa senkrecht im Fermenter steht. Hierdurch wird das im Fermenter befindliche Substrat in horizontalen Ebenen umgewälzt. Dies erlaubt die Einstellung mehrerer geschichteter Abbauzonen. The stirrer has a stirrer shaft, which according to the invention is approximately perpendicular to the fermenter. As a result, the substrate located in the fermenter is circulated in horizontal planes. This allows the setting of several stratified mining zones.

Weiterhin ist das Rührwerk vorzugsweise so ausgebildet, dass es während des laufenden Betriebes aus dem Fermenter nach oben herausgezogen werden kann. Hierdurch ist es nicht notwendig, für Wartungsarbeiten am Rührwerk den Fermenter zu entleeren. Furthermore, the agitator is preferably designed so that it can be pulled out of the fermenter during operation upwards. As a result, it is not necessary to empty the fermenter for maintenance work on the agitator.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

Fermenter fermenter

2 2

Fermenterkörper fermenter body

3 3

Substrat substratum

4 4

Bodenplatte baseplate

5 5

Seitenwandung sidewall

6 6

Decke blanket

7 7

Ringfundament ring foundation

8 8th

Sauberkeitsschicht subbase

9 9

Stützsäule support column

10 10

Öffnung opening

11 11

Rührwerk agitator

12 12

Rührwelle agitator shaft

13 13

Antriebsmechanismus drive mechanism

14 14

Paddel paddle

15 15

Paddelstange Paddelstange

16 16

Zentrierlager centering

17 17

Deckelplatte cover plate

1818

19 19

Einführtrichter insertion funnel

20 20

Zentrierabschnitt centering

21 21

Basisplatte baseplate

22 22

Stützwandungen supporting walls

23 23

Auflager In stock

24 24

Zentrierspitze centering

25 25

Wellenstummel stub shaft

26 26

Wellenkörper shaft body

27 27

Stab Rod

28 28

Koppelelement coupling element

29 29

Einführschräge chamfer

30 30

Anschlag attack

31 31

Pendelrollenlager Spherical roller bearings

32 32

Nadellager needle roller bearings

33 33

Kunststoffhülse Plastic sleeve

34 34

Einschubrohr insert tube

35 35

Dichtungsanordnung sealing arrangement

36 36

Eintragseinrichtung charge device

37 37

Vorratsbehälter reservoir

38 38

Förderschnecke Auger

39 39

Förderkanal delivery channel

40 40

Zuführöffnung feed

41 41

Entnahmeöffnung removal opening

42 42

Pfeil arrow

43 43

Verflüssigungszone liquefaction zone

44 44

Methanisierungszone methanation

45 45

Entnahmezone removal zone

46 46

Öffnung opening

47 47

Nachgärer/Gasspeicher Fermenter / gas

48 48

Pumpenstation pump station

49 49

Lagerplatz campsite

50 50

Blockheizkraftwerk CHP

51 51

Öltank oil tank

52 52

Biogasnotfackel Biogasnotfackel

53 53

Trafostation Trafostation

54 54

Abfüllplatz dispensing area

55 55

Zerkleinerungsaggregat crushing unit

56 56

Separator separator

57 57

Kondensatabscheider condensate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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• DE 202004005331 U1 [0011] DE 202004005331 U1 [0011]
• DE 4419782 A1 [0012] DE 4419782 A1 [0012]
• DE 102004027077 A1 [0013] DE 102004027077 A1 [0013]
• DE 202004017610 U1 [0014] DE 202004017610 U1 [0014]
• DE 20121701 U1 [0015] DE 20121701 U1 [0015]
• DE 20111480 U1 [0016] DE 20111480 U1 [0016]
• DE 20011783 U1 [0017] DE 20011783 U1 [0017]
• DE 10224665 A1 [0018] DE 10224665 A1 [0018]
• DE 3138452 A1 [0019] DE 3138452 Al [0019]
• EP 1394246 A1 [0020] EP 1394246 A1 [0020]
• EP 0307500 A1 [0022] EP 0307500 A1 [0022]
• DE 19621914 C1 [0023] DE 19621914 C1 [0023]
• DE 10008667 A1 [0024] DE 10008667 A1 [0024]

Claims (10)

Fermenter, mit – einem Gehäuse (2) mit zumindest einer Bodenplatte (4) und einer oder mehreren die Bodenblatte (4) umschließenden Seitenwandungen (5), – einem Rührwerk (11), das eine vertikal angeordnete Rührwelle (12) mit sich jeweils in horizontalen Ebenen bewegenden Rührpaddeln (14) aufweist, – einer Eintragseinrichtung (26) zum Zuführen von Eingangsstoffen, und – eine Entnahmeöffnung (41), wobei die Eintragseinrichtung (36) zum Zuführen der Eingangsstoffe am oberen Bereich des Fermenters (1) und die Entnahmeöffnung (41) am unteren Bereich des Fermenters (1) angeordnet sind, wobei die Rührpaddel (14) mit unterschiedlichen Neigungen gegenüber der Vertikalen einstellbar sind, sodass mehrere Rührpaddel (14) mit unterschiedlicher Neigung an der Rührwelle (12) angeordnet werden können. Fermenter, with - a housing ( 2 ) with at least one base plate ( 4 ) and one or more of the bottom sheets ( 4 ) enclosing side walls ( 5 ), - a stirrer ( 11 ), which has a vertically arranged stirrer shaft ( 12 ) with each in horizontal planes moving stirring paddles ( 14 ), - an entry device ( 26 ) for supplying input materials, and - a removal opening ( 41 ), the entry facility ( 36 ) for supplying the input materials at the upper region of the fermenter ( 1 ) and the removal opening ( 41 ) at the bottom of the fermenter ( 1 ), wherein the stirring paddles ( 14 ) are adjustable with different inclinations relative to the vertical, so that several stirring paddles ( 14 ) with different inclination on the stirrer shaft ( 12 ) can be arranged. Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeöffnung (41) am Fermenter (1) diametral gegenüberliegend zur Eintragseinrichtung (36) angeordnet ist. Fermenter according to claim 1, characterized in that the removal opening ( 41 ) on the fermenter ( 1 ) diametrically opposite to the entry device ( 36 ) is arranged. Fermenter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (1) mehrere Rührwerke (11) aufweist. Fermenter according to claim 1 or 2, characterized in that the fermenter ( 1 ) several agitators ( 11 ) having. Fermenter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk – einen Antriebsmechanismus (13) zum Drehen der Rührwelle (12), wobei der Antriebsmechanismus (13) am oberen Endbereich der Rührwelle (12) angreift, und – ein Zentrierlager (16) zum Zentrieren des unteren Endes der Rührwelle (12) aufweist, und das Zentrierlager (16) derart lösbar von der Rührwelle (12) ausgebildet ist, dass diese durch Einschieben in das Zentrierlager (16) zentrierbar ist und alleine durch die Schwerkraft der Rührwelle im Zentrierlager (16) gehalten wird. Fermenter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the agitator - a drive mechanism ( 13 ) for rotating the stirring shaft ( 12 ), wherein the drive mechanism ( 13 ) at the upper end of the stirring shaft ( 12 ), and - a centering bearing ( 16 ) for centering the lower end of the stirring shaft ( 12 ), and the centering bearing ( 16 ) detachable from the stirrer shaft ( 12 ) is formed so that these by insertion into the centering ( 16 ) is centered and solely by the gravity of the stirring shaft in the centering ( 16 ) is held. Fermenter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Endbereich in der Rührwelle (12) ein Wellenstummel (25) angeordnet ist, der drehbar gegenüber der übrigen Rührwelle mittels eines Lagers (31) gelagert ist. Fermenter according to claim 4, characterized in that in the lower end region in the stirrer shaft ( 12 ) a stub shaft ( 25 ) is arranged, which is rotatable relative to the other agitator shaft by means of a bearing ( 31 ) is stored. Fermenter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (12) einen rohrförmigen Wellenkörper (26) aufweist, in dem der Wellenstummel (25) gelagert ist, wobei der Wellenstummel (25) ein Stück am Wellenkörper (26) vorsteht und ein radial vorstehendes Koppelelement (28) aufweist, das mit etwas Spiel formschlüssig in das Zentrierlager (16) passt. Fermenter according to claim 5, characterized in that the stirring shaft ( 12 ) a tubular shaft body ( 26 ), in which the stub shaft ( 25 ) is mounted, wherein the stub shaft ( 25 ) a piece on the shaft body ( 26 ) and a radially projecting coupling element ( 28 ), which with a little play positively into the centering ( 16 ) fits. Fermenter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Wellenstummel (25) und dem Wellenkörper (26) ein oder mehrere Kugel-, Wälz-, Rollen- und/oder Nadellager (32) vorgesehen sind. Fermenter according to claim 6, characterized in that between the stub shaft ( 25 ) and the shaft body ( 26 ) one or more ball, roller, roller and / or needle roller bearings ( 32 ) are provided. Fermenter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rührpaddel (14) an frei wählbaren Positionen der Rührwelle (12) an dieser befestigbar sind. Fermenter according to one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of stirring paddles ( 14 ) at freely selectable positions of the stirrer shaft ( 12 ) are attachable to this. Fermenter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) in der Draufsicht kreisförmig ausgebildet ist. Fermenter according to one of claims 1 to 8, characterized in that the housing ( 2 ) is circular in plan view. Fermenter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (12) aus einem Stahlrohr ausgebildet ist und die Rührpaddel (14) mittels einer Klemmung an einer beliebigen Stelle der Rührwelle (12) und in einem beliebigen Winkel zueinander versetzt an der Rührwelle (12) anordbar sind. Fermenter according to one of claims 1 to 10, characterized in that the stirring shaft ( 12 ) is formed of a steel tube and the stirring paddles ( 14 ) by means of a clamping at any point of the stirrer shaft ( 12 ) and at an arbitrary angle to each other on the stirrer shaft ( 12 ) can be arranged.

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