Verschleißarme und Strom sparende Technik auf dem Vormarsch

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1 Futtermischer für Biogasanlagen: Verschleißarme und Strom sparende Technik auf dem Vormarsch Futtermischer müssen in Biogasanlagen mehr leisten als in der Rinderfütterung. Viele Anlagenbetreiber klagen über schnell abgenutzte Schnecken, zerfressene Behälterwände oder defekte Lager. Dazu kommen neue Anforderungen wie geringer Stromverbrauch oder kleine Behältergrößen. Die Hersteller reagieren darauf jetzt sehr unterschiedlich. Der eilbote präsentiert einige technische Lösungen. Strautmann Die Futtervorlage für kleinere Hofanlagen muss flexibel für verschiedene Substrate sein. Bei langfaserigem Material sind besonders häufig stationäre Futtermischer im Einsatz. Zuerst die Rührwerke, dann die Pumpen und nun die Fütterungseinrichtungen: In der noch jungen Biogasbranche stellen sich nach und nach die ersten Langzeiterfahrungen ein. Wichtigste Erkenntnis ist, dass der Biogasprozess andere Anforderungen an die Technik stellt als die herkömmliche Stallhaltung und Güllelagerung. Glaubten die Hersteller früher, die herkömmlichen Modelle ließen sich auch in Biogasanlagen einsetzen, lehrt die Erfahrung etwas anderes. Zuerst war das bei den häufig beanspruchten Rührwerken der Fall: Modelle im Güllebehälter müssen nur von Zeit zu Zeit rühren. Außerdem ist die Gülle dünnflüssig. In Biogasanlagen laufen die Geräte dagegen ständig, sind dauerhaft mit der aggressiven Biogasgülle in Kontakt und müssen bei dem wesentlich zäheren Material Schwerstarbeit leisten. Das gleiche zeichnet sich jetzt bei der Fütterung ab. Seit mehreren Jahren sind herkömmliche Futtermischwagen als stationäre Einrichtung in Biogasanlagen im Einsatz. Sie haben sich vor allem bei faserigem Material wie Festmist oder Gras bewährt, da sie neben der Vermischung auch für eine Zerkleinerung sorgen und damit den Rühraufwand im Fermenter verringern. Doch anders als in der Rinderfütterung, bei der der Landwirt zwei Mal am Tag für kurze Zeit füttert, verbleibt das Material bei der Biogasanlage ständig im Behälter. Denn üblicher Weise füllt der Landwirt ein bis maximal zweimal am Tag mit dem Traktor, Hof- oder Radlader Material in den Behälter, das über eine Steuerung mindestens einmal pro Stunde in kleinen Dosen in den Fermenter der Biogasanlage gelangt. Neben der Mischung und Zerkleinerung hat der Behälter daher auch die Funktion des Vorrats- und Dosierbehälters.

2 Edelstahl soll Verschleiß reduzieren Um den Säurefraß einzudämmen, reagieren die Hersteller mit unterschiedlichen Strategien. Strautmann aus Bad Laer (Niedersachsen) beispielsweise arbeitet mit Edelstahl. Nicht nur die Messer des stationären Futtermischgerätes bestehen aus diesem Material, sondern auch die Befestigungsschrauben. Die 20 mm starke Bodenplatte sowie die 8 mm starken Wände sind aus Qualitätsstahl. Optional kann der Landwirt eine aufgeschweißte Edelstahlauskleidung wählen. Diese deckt den Bereich im Behälter ab, der ständig mit dem Futter in Berührung ist, erklärt Christoph Schönefeld, Produktmanager Biogastechnik bei Strautmann. Auch die Auskleidung der Bodenplatte bietet Strautmann mit einem 3 mm starken Edelstahlblech an. Daneben können Landwirte auch eine 3 mm starke Auskleidung als Reparatursatz für bestehende Maschinen kaufen. Sie wird mit einem speziellen Schweißgut innen auf die bestehende Wandverkleidung aufgeschweißt. Wir raten den Kunden dringend an, von Anfang an auf Edelstahl zu setzen, um Korrosion vorzubeugen, macht Schönefeld aufmerksam. Die Mischer sind für ein breites Spektrum an nachwachsenden Rohstoffen konzipiert, bis hin zu Zuckerrüben und Zwischenfrüchten. Dafür sind zwei verschiedene Schneidmesser im Programm. Ein langes Edelstahlmesser ist für besonders lange und strukturierte Materialien wie Ballensilage oder Stroh bzw. Festmist geeignet, das kurze Messer eher für gehäckselte Silagen. Gerade bei Festmist spielt ein Mischdosierer seine Stärken gegenüber anderen Einbringtechniken aus, nennt der Produktmanager ein wichtiges Argument für diese Technik. Das Produktprogramm der stationären Feststoffdosierer von Strautmann bewegt sich zwischen 7,5 und 40 m3 Volumen. Bei den Modellen mit 7,5 bis 14,5 m3 ist nur eine Mischschnecke im Einsatz, darüber zwei. Mit speziellen Messern Strom sparen Besonders häufig verkauft Strautmann den Biomix 28 Double. Dieses Modell hat ein Volumen von 28 m3 und kommt in Biogasanlagen von 250 bis maximal 500 kw Leistung zum Einsatz. Bei einer 500 kw-anlage muss der Anlagenbetreiber allerdings schon zwei mal am Tag füttern, so dass bei größeren Anlagen mehr Volumen gefragt ist, beschreibt Schönefeld. Der Bio- Mix 2800 Double besitzt zwei vertikale Vario-Mischschnecken. Vario bedeutet, dass Strautmann die Mischschnecken mit verstellbaren Schneidmessern bestückt. Werden diese nach innen gestellt, soll sich damit bis zu 25 % der benötigten Kraft einsparen lassen. Der Mischer benötigt zweimal 22 kw Anschlussleistung, wovon aber im Betrieb laut Strautmann nur rund 60 bis 65 % benötigt werden. Neben Verschleißanfälligkeit achten viele Biogasanlagenbetreiber heute auf einen möglichst geringen Stromverbrauch der Dosiertechnik. Die Strautmann Bio-Mix Double Mischer lassen sich über die SPS- Steuerung der Biogasanlage so schalten, dass während des Fütterungsintervalls bei einem vollen Behälter anfangs nur eine Schnecke läuft. Erst wenn die erste Hälfte des Materials den Behälter verlassen hat, schaltet sich die zweite Schnecke intervallweise zu und befördert auch den Rest der Mischung zum Austrag. Es ist nicht nötig, beim Füttern beide Schnecken laufen zu lassen, erklärt der Produktmanager. Das soll den Strombedarf um etwa 30 bis 40 % senken. Zusätzlich lassen sich Lastspitzen mit einem Frequenzumrichter kappen.

3 Schnecken für jedes Substrat Die emsländische Bernard van Lengerich Maschinenfabrik (BvL) bietet den Kunden optional eine Edelstahlauskleidung aus dem Werkstoff an. Dieser spezielle Edelstahl soll säure- und korrosionsbeständig sein und für eine erheblich längere Lebensdauer des Behälters sorgen. Diese Auskleidung ist bei Neumaschinen ab Werk, aber auch als Verschleißsatz erhältlich. Bei Bedarf sind auch die Dosierschnecken im Behälter aus Edelstahl. BvL bietet Dosiersysteme von 6,5 m3 bis 50 m3 an. Außerdem verwendet BvL bei den Futtermischern einen dickwandigen Qualitätsstahl mit 8 mm starken Seitenwänden und einer 20 mm starken Bodenplatte mit einer sehr hohen Zugfestigkeit. Zu beachten ist, dass der Verschleiß im Behälter stark von den eingesetzten Inputstoffen abhängig ist, es findet eine chemische Korrosion statt. Je nach Aggressivität empfehlen wir dringend den Einsatz von einer Edelstahlauskleidung, erläutert BvL-Geschäftsführer Bernard van Lengerich. Mit den neuen Einspeisevergütungen für Biogasstrom nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), die seit Anfang des Jahres kleineren Biogasanlagen und Wirtschaftsdünger stärker fördern, sind laut BvL vermehrt Anlagen angefragt, die mit landwirtschaftlichen Reststoffen arbeiten können. Dazu zählen Mais, Gras, Festmist, Rüben, Stroh oder Ballen. Die vertikalen Dosierer sind in der Lage, die unterschiedlichen Komponenten zu verarbeiten. Messer auf den Mischschnecken zerkleinern die Komponenten, erläutert van Lengerich. Für verschiedene Inputstoffe bietet BvL unterschiedliche Dosierschnecken an, um den Energiebedarf zu optimieren: Je zäher und länger die Inputstoffe, desto aggressiver ist die Dosierschnecke. Die Zerkleinerung der Stoffe sorgt dafür, dass die Stoffe sicher in die Fördertechnik gelangen. Um den Stromverbrauch zu senken, setzt BvL je nach Inputstoffen sehr kleine Dosierschnecken ein. Zum anderen reguliert der Hersteller mit Hilfe von Frequenzumrichtern die Geschwindigkeit der Dosierschnecke. Je geringer die Geschwindigkeit, desto geringer der Stromverbrauch, so BvL. Bei Dosierern mit mehr als einer Schnecke stellt BvL die Dosierschnecken so ein, dass nicht alle Schnecken gleichzeitig laufen müssen. Als Besonderheit setzt BvL auf einen Austrag durch die Bodenplatte. Die Mischschnecke legt die Öffnung beim Mischen ständig frei, was eine Brückenbildung verhindern soll. Kombination aus Edelstahl und Kunststoff Der mittelfränkische Biogasanlagenhersteller Agrikomp hat korrosionsgefährdete Bauteile seiner Einbringtechnik der Serie Vielfraß auch aus Edelstahl (V2A) gefertigt. Dazu kommen Kunststoffverkleidungen in den Fütterungskanälen. Neu im Programm hat Agrikomp den Vielfraß-Top, den das Unternehmen zur Fütterung von oberirdisch gebauten Behältern entwickelt hat. Hintergrund: Vor allem in Süddeutschland stehen viele Biogasanlagen, die traditionell im Boden versenkt sind. Statt mit einer Gashaube sind sie mit einer befahrbaren Betondecke ausgestattet. Damit ist die Fütterung denkbar einfach: Der Dosierbehälter steht oben auf der Betondecke, der Landwirt kommt so ohne Hochförderung aus. In Norddeutschland dagegen sind vor allem oberirdisch gebaute Fermenter zu finden. Das Futter gelangt aus dem Vorratsbehälter über Hochförderschnecken nach oben und dann über Stopfschnecken in den Fermenter. Auch der Vielfraß-Top beschickt den Fermenter über eine Hochförderung mit Stopfschnecke. Sie sind mit 40 cm Durchmesser sehr großzügig dimensioniert. Wie andere Modelle der Serie eignet er sich laut Agrikomp zur Einbringung von nachwachsenden Rohstoffen, von Festmist, Gras und Silagen. Den Vielfraß-Top gibt es in vier Größen von 7 bis 40 m3 für Biogasanlagen von 100 bis 500 kw Leistung. Ab 25 m3 sind die Behälter mit drei Frässchnecken ausgestattet. Der Stromverbrauch liegt nach Unternehmensangabe bei 0,1 und 0,3 Kilowattstunden je m3 Substrat. Gerade die groß dimensionierten Schnecken sollen einen höheren Durchsatz bei niedrigen Laufzeiten bewirken und darüber Strom sparen. Pro Minute liegt die Fördermenge bei ca. 150 bis 400 kg Silage.

4 Kombigeräte vor allem für große Anlagen Wenn Gras im großen Stil zum Einsatz kommt, ist ein Mischer oder ein Schubbodencontainer mit Abfräswalzen unerlässlich. Bewährt haben sich dabei stehende Abfräswalzen, berichtet Thomas Ehrmann, Projektingenieur des Biogasanlagenherstellers Novatech aus Wolpertshausen (Baden-Württemberg). Neu im Kommen sind auch Kombinationsgeräte aus Schubbodencontainer mit Mischaggregat. Sie verbinden die Vorteile der beiden Techniken: Die Mischeinrichtung zerkleinert und vermengt das Futter, während der Container eine große Menge an Vorrat aufnehmen und über den Tag verteilt füttern kann. Wegen der hohen Investitionskosten kommen diese Systeme vor allem bei Anlagen mit über 350 kw zum Einsatz, weiß Ehrmann aus Erfahrung. So ein System bietet beispielsweise die Fliegl Agrartechnik GmbH in Töging (Bayern) an. Wir haben eigentlich damit gerechnet, dass jetzt die Nachfrage nach kleineren Misch- und Dosiersystemen einsetzt. Aber wir beobachten weiterhin eine konstante Nachfrage nach großen Containern für Neubau und Erweiterungen, erläutert Fabian Rypacek, Leiter der Konstruktionsabteilung Biogas bei Fliegl. Fliegl bietet ein neues Kombi-System an. Das System besteht aus einem Mischer mit 9 m3 Volumen und einer senkrecht stehenden Mischschnecke. Diese Zerkleinerungs- und Mischeinheit kann der Betreiber jetzt mit Einbringcontainern SteelPro aus Stahl oder dem Abschiebe-Container PolyPro aus Kunststoff kombinieren, die das Futter in den MultiMix befördern. Der Landwirt kann zwischen 18 und 100 m3 Volumen wählen. Nach der Zerkleinerung gelangt das Futter in den Fermenter. Bei größeren Behältern setzt Fliegl mittlerweile auf eine komplette Auskleidung aus Polyethylen, die wie eine Wanne innen im Behälter sitzt. Für Kleinanlagen von 40 bis maximal 200 kw hat Fliegl den Rondomat entwickelt. Er besteht aus einem flüssigkeitsdichten Edelstahlbehälter mit Kunststoffboden. Er soll sich durch seine geringe Höhe mit allen üblichen Ladegeräten leicht befüllen lassen. Herzstück des Beschickungssystems ist der innen liegende, sich langsam um die eigene Achse drehende Austragsflügel in der Form zweier Schwerter. Seine besondere Form und das auf das Substrat angepasste Drehmoment sollen Brückenbildung selbst bei hohen Festmistanteilen verhindern. Der Stromverbrauch dieser Anlagen liegt laut Fliegl bei 0,29 kwh je m3 Substrat. Auch der Biogasanlagen-Hersteller Ökobit aus Föhren (Rheinland-Pfalz) hat mit dem EcoVarioFeeder ein Kombigerät im Programm. Das zusammen mit Maraton-Energietechnik entwickelte Feststoffdosiersystem hat 28 m3 bis 83 m3 Füllvolumen. Auch hier übergibt der Schubbodencontainer das Substrat in ein Futtermischsystem, das es kilogrammgenau in den Fermenter dosiert. Gleichzeitig lässt sich das Gewicht über eine Waage feststellen. Kunden bleiben mit Futtermischern flexibel Betreiber mittlerer Anlagen unter 500 kw wollen künftig in Bezug auf die Substrate flexibel bleiben. Daher sind Systeme zum Mischen und Dosieren weiterhin gefragt, ist Richard Vogt, Marketingleiter der Mayer Maschinenbaugesellschaft mbh aus Tittmoning (Bayern) überzeugt. Schubboden- oder Kratzbodencontainer dagegen sind ein reine Dosiersysteme ohne Mischfunktion, die bei einigen Substraten an die Grenze stoßen. Beim Mischen haben wir auch immer einen Zerkleinerungseffekt, womit sich das Substrat sehr gleichmäßig füttern lässt, erklärt Vogt. Da gerade beim Anlaufen der Maschine viel Strom verbraucht wird, arbeitet auch Mayer bei den Dosiersystemen der Marke Siloking mit Frequenzumrichtern. Das soll die Maschine schonen und damit die Lebensdauer erhöhen. Siloking Misch- und Dosieranlagen sind im unteren Bereich aus Edelstahllegierung und die Einbringtechnik komplett aus Edelstahl gefertigt. Die Behälter lassen sich mit Aufbauten vor Ort um 20 bis 50 % im Volumen erweitern. Ein Behälter mit 20 m3 Volumen lässt sich beispielsweise mit einem 400 mm hohen Aufbau auf 25 und mit 800 mm Aufbau auf 30 m3 vergrößern.

5 Nicht immer ist Mischen sinnvoll Wir verzeichnen momentan eine besonders starke Nachfrage im Bereich unserer neuen Modelle Vario und UniKipp, berichtet Andreas Thesseling, Leiter der Feststoffabteilung der PlanET Biogastechnik GmbH aus Vreden (Nordrhein-Westfalen) Der UniKipp ist ein neuartiges Einbringsystem, bei dem sich der ganze Behälter wie der Aufbau eines LKW hydraulisch kippen lässt. Der Kippwinkel sorgt dafür, dass das Inputmaterial konstant in Richtung Förderschnecke rutscht. Die Schnecke transportiert das Substrat in den Gärbehälter. Ein Sensor prüft regelmäßig den Füllstand und steuert das Heben und Absenken des Behälters über einen Teleskopzylinder. Diese Technik soll den Eigenstrombedarf der Biogasanlage erheblich senken. Auch werde die Wartungsfreundlichkeit erhöht, da die am Vorlagebehälter angebrachte Auflöseeinheit frei zugänglich ist. Damit muss der Landwirt den Behälter für Reparatur- und Wartungsarbeiten nicht erst entleeren, nennt Thesseling den Vorteil. Der Hersteller hat auf untenliegende Einbauten und Förderelemente verzichtet. So kann sich auch keine Flüssigkeit absetzen. Außerdem ist die Wanne zusätzlich mit einem 10mm dicken, säureresistenten, rutschfähigem und frostsicheren Spezialkunststoff ausgekleidet, wie er auch in Sibirien bei LKW-Schuttmulden im Tagebau zum Einsatz kommt. Damit will der Hersteller Korrosion vermeiden. Der UniKipp ist in den Größen 30, 40 und 60 m3 lieferbar. Für die neu entstehenden Hofbiogasanlagen im Leistungsbereich um 150 kw hat PlanET eine neue Einbringtechnik mit einem Vorlagevolumen ab 8 m3 entwickelt. Wichtig war der Entwicklungsabteilung dabei, dass die neue Mini-Feststoffeinbringung problemlos verschiedene Materialien wie Mais, Gras, Zwischenfrüchte oder Mist und Futterreste verarbeiten kann, berichtet Thesseling. Mit einem Energieverbrauch von unter 0,9 kwh/t Materialtransport soll der Mini sparsam im Verbrauch sein. Weiterer Vorteil sei laut Hersteller die neuartige Modulbauweise, mit der sich einzelne Bauteile ohne großen Aufwand austauschen lassen. Dosiersysteme der neuen Generation müssen flexibel verschiedene Materialien vom strohigen Gras bis zu matschigen Rüben fördern können gerade wenn der Betreiber sich nicht auf ein einzelnes Substrat festlegen möchte. Das bedeutet jedoch nicht, dass die neuen Anlagen in jedem Fall über eine Mischtechnik verfügen müssen. Das homogene Durchmischen des Inputmaterials ist in der Regel mit einem hohen Energieaufwand verbunden, warnt Thesseling. Hier gilt es immer abzuwägen, ob dieser tatsächlich die Gasproduktion im Fermenter soweit steigern kann, dass die homogene Durchmischung wirtschaftlich sinnvoll ist. Auch PlanET macht Bauteile mit viel Materialkontakt durch Edelstahl oder einen Spezialkunststoff widerstandsfähiger. Wo es möglich ist, entscheiden wir uns außerdem für eine Verschraubung einzelner Bauteile und verzichten auf eine Verschweißung. So können wir den unterschiedlich starken Anfälligkeiten einzelner Komponenten Rechnung tragen, führt der Produktmanager an. Bei allen Mischsystemen lassen sich Verschleißbleche aus VA einbauen. Diese Schutzbleche sollen in allen Systemen problemlos nachrüstbar sein und sich nach ihrem Verschleiß ohne großen Aufwand ersetzen lassen. Mühle auf dem LKW Der Hersteller Huning Maschinenbau aus Melle (Niedersachsen) hat eine mobile Zerkleinerungsanlage entwickelt und stellt sie Kunden und Interessenten auf deren Anlagen zu Testzwecken zur Verfügung. Die Mühle soll Feststoffe wie Mist oder nachwachsende Rohstoffe zerkleinern, damit sie die Biogasbakterien schneller umsetzen können. Außerdem soll die Zerkleinerung eine schnellere und homogenere Verteilung in der flüssigen Phase der Fermenter bewirken. Um übermäßigen Verschleiß entgegenzuwirken, stattet Huning diejenigen Bauteile mit hochwertigen Materialien aus Kunststoff und Edelstahl aus, die mit dem Substrat in Berührung kommen. Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach kleineren Anlagen bietet Huning Maschinenbau jetzt ein neues Kompaktsystem an, das sich besonders für Biogasanlagen bis ca. 200 kw eignen soll. Alle produktberührenden Teile des neuen Systems werden aus Edelstahl hergestellt. Über eine Waage lassen sich die Eintragsmengen bilanzieren. Für größere Anlagen hat der Hersteller Schubbodensysteme in Beton- und Stahlbau im Programm. Die befahrbaren Container haben ein Volumen von 19 bis 157 m3. Mit dem neue EEG ist die Nachfrage nach kleinen Dosieranlagen stark angestiegen, berichtet auch Konrad Pumpe, Geschäftsführer der Konrad Pumpe GmbH aus Sendenhorst (Nord-rhein-Westfalen). Die Landwirte fragen dabei besonders nach Geräten in der Größenordnung von 16 bis 20 m3, mit denen sie auch Mist, Grassilage und Zwischenfrucht verarbeiten können. Da die Anlagenbetreiber auf niedrige Anschlusswerte achten, stellt Pumpe besonderes Interesse nach Geräten mit nur einem Antriebsmotor für Schwert oder Dosierer-Mischschnecke fest.

6 Wir bieten Geräte an, die zum Ausdosieren anstatt der Mischschnecke nur ein Schwert aufweisen. Sie benötigen wesentlich weniger Antriebsleistung als Geräte mit Mischschnecken, macht er aufmerksam. Viele Landwirte brauchen in absehbarer Zeit keine Mischfunktion, möchten diese Option laut Pumpe jedoch auch haben. Daher liefert der Hersteller die Biomischer auch nur mit Dosierschwert und kleinem Antrieb. Da alle anderen Komponenten schon auf eine mögliche Mischfunktion vorbereitet sind, lässt sich die Anlage jederzeit zum Biomischer ausbauen. Um höheren Verschleiß zu begegnen, fertigt Pumpe alle Geräte aus Edelstahl. Die Dosier- und Mischbehälter bestehen in der Standartausführung bis auf ca. 1,20 m Höhe aus massivem Edelstahl. Eine Auskleidung von innen mit dünnem Material ist unserer Meinung nach nur Augenwischerei und halbherzig. Eine massive Edelstahlanlage kann, wenn sie mal an gewissen stark beanspruchten Stellen verschlissen ist, jederzeit aufgearbeitet werden, erklärt der Geschäftsführer. Die Einsatzzeiten der Dosier- und Mischbehälter sollen dadurch wesentlich länger als bei Anlagen aus Stahl sein. Kontaktadressen der Hersteller Die im Text erwähnten Hersteller können Sie unter folgenden Internetadressen erreichen (hier in alphabetischer Reihenfolge): AgriKomp GmbH: Bernard van Lengerich GmbH & Co. KG: www. bvl-group.de Fliegl Agrartechnik GmbH: Huning Maschinenbau GmbH & Co. KG: Konrad Pumpe GmbH: Maraton Maschinenbau GmbH: Mayer Maschinenbaugesellschaft mbh: Novatech GmbH: Ökobit GmbH: PlanET Biogastechnik GmbH: B. Strautmann & Söhne GmbH & Co. KG: UTS International GmbH (UTS):

7 BvL bietet Dosiersystem

8 Kippen statt Schubbode Das schwertförmige Aus

9 Neben Futtermischern s Schubbodencontainer la

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