Einführung. Versuchsaufbau, untersuchte Substrate. Ergebnisse. Bemessungsmodell. Fazit

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1 Einfluss der Faulraubelastung auf die Gasausbeute von Gülle und nahwahsenden Rohstoffen Forshungsprojekt gefördert von Fahagentur Nahwahsende Rohstoffe e.v. Bernd Linke und Pia Mähnert Institut für Agrartehnik Borni (ATB) Einführung Versuhsaufbau, untersuhte Substrate Ergebnisse Beessungsodell Fazit Biogastagung, Landwirtshaftskaer Nordrhein-Westfalen Haus Düsse, 5. April 25

2 Vereinfahtes Shea zur Nassvergärung 8 Reststoffe Energiepflanzen Gärrükstand Stro Wäre Stallanlagen 2 Güllegrube 3 Saelbehälter/ Lagerplatz 4 Biogasreaktor 5 Gasspeiher 6 Blokheizkraftwerk 7 Güllelagerbehälter 8 Akerflähe Einfluss auf Biogasproduktion: Teperatur Art des Substrates Belastung

3 Beziehung zwishen B R, t und 5 ots-raubelastung B R (kg -3 d - ) Gülle Maissilage 33 d d t R B ittlere hdraulishe Verweilzeit t (d) BR ( kg t ) t

4 Einfluss der ots-raubelastung auf die ots-biogasausbeute f(b R )? ots- Biogasausbeute ( -3 kg - )? ots- Raubelastung B R (kg -3 d - )

5 Durhshnittlihe Analsenwerte der untersuhten Substrate Substrat ph TS ots Zuker XP XL XF [% FM] [% TS] [% TS] [% TS] [% TS] [% TS] Maissilage 3,7 3 (35) 94,6 5,3 (,5) 4,4 (8,) 2,6 (3,2) 24, (2,) Rübensilage 3,8 3 (5) 9,8 27 (6) 7,5 (7,7),9 (,7) 8,2 (6,4) Roggen-GPS 4,7 23 (2) 86,7, (-) 9,4 (,5) 3,3 (3,7) 3,6 (35,) Rindergülle 7, 9,8 8,2 (...) Futterwerttabelle für Wiederkäuer nah KIRCHGESSNER (997)

6 Sheatisher Aufbau der Versuhsanlage

7 Versuhsanlage und untersuhte Varianten /3 2/3 Beispiel Reaktor 2: /3 67% der ots-masse i zugegebene Substrat bestand aus Maissilage und 33% aus Rindergülle

8 Maissilage, Rindergülle und zwei Geishe % Maissilage 67% Maissilage 33% Maissilage Rindergülle ax Maissilage ax Rindergülle ots-biogasausbeute B ( 3 kg - ots),,9,8,7,6,5,4,3,2,,,9,8,7,6,5,4,3,2,,,,,5,,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 ots-raubelastung B R (kg -3 d - )

9 Roggen-GPS, Rindergülle und zwei Geishe % Roggen-GPS 67% Roggen-GPS 33% Roggen-GPS Rindergülle ax Roggen-GPS ax Rindergülle ots-biogasausbeute B ( 3 kg - ots),,9,8,7,6,5,4,3,2,,,9,8,7,6,5,4,3,2,,,,,5,,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 ots-raubelastung B R (kg -3 d - )

10 Rübensilage, Rindergülle und zwei Geishe % Rübensilage 67% Rübensilage 33% Rübensilage Rindergülle ax Rübensilage ax Rindergülle,2,2 ots-biogasausbeute B ( 3 kg - ots),,8,6,4,2,,8,6,4,2,,,,5,,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 ots-raubelastung B R (kg -3 d - )

11 ) ( + + r V dt d V R R Usatz Ablauf Zulauf Änderung abgebaute Substratenge gebildete Biogasenge Zeit t (d) k r k t k t erf. R t V ) ( ) ( kg t d t ) ( ) ( t V kg t R ) ( 3 d Q B Modellbildung nah Reaktion. Ordnung ) ( d t R B t R B k k +

12 Wirkungsgrad der Biogasausbeute: pf(k,t ) p t k t k + t k p Anteil p von (-),95,9,85, k.2 d -,75, t (d)

13 Grafishe Erittlung des k-wertes für Maissilage 292 kg 3 8 k 8,27,27 d 292 /( -) 6 4 tanα 3 k 8, kg d 27 B t R erf. t k 2 α k B R,2,4,6,8,2 /B R ( 3 *d/kg)

14 Wirkungsgrad der Biogasausbeute: Maissilage Anteil p von (-),95,9,85,8, k.2 d - Monovergärung von Maissilage k,27 d -, t (d) 6 3 2,5,2, B R (kg -3 d - ) für 3 kgots t -

15 ots-biogasausbeute bei Koferentation ots-biogasausbeute B ( 3 kg - ots),9,8,7,6,5,4,3 Anteil Rindergülle in der Mishung -p E (Masse-% ots) Mais BR3 Rüben BR3 Roggen BR3 M G + ( E G ) pe / 33 67,9,8,7,6,5,4,3 Anteil Kosubstrat in der Mishung p E (Masse-% ots)

16 Reaktionsgeshwindigkeitskonstante k bei der Koferentation Maissilage Roggen-GPS Rübensilage Reaktionsgeshwindigkeitskonstante k (d - ),3,28,26,24,22,2,8,6,4,2,,8,6,4,2,3,28,26,24,22,2,8,6,4,2,,8,6,4, ots-anteil Kosubstrat in der Mishung p E (Masse-% ots.)

17 Zusaenfassung der Versuhsergebnisse

18 Fazit Mit steigender ots-raubelastung verringert sih die ots-biogasaubeute z.b. aus Rindergülle, NawaRos und Mishungen aus beiden Substraten: k k + B ) Die Werte k, und sind substratspezifish. /( R Während i einfahen Gärtest bestit werden kann, ist für die Erittlung von k ein Langzeitversuh notwendig. Die Abbaugeshwindigkeit (Größe des k-wertes) von Mais und Roggen-GPS ist i Gegensatz zur Rübensilage deutlih geringer und erfordert vergleihsweise geringere Belastungen. Die ots-biogasausbeute von Geishen aus Gülle und NawaRos verhält sih proportional zur ots-biogasausbeute der Einzelsubstrate: + ) p / M G ( E G E