Optimierter Einsatz von Mühlennachprodukten zur bedarfsgerechten Bioenergieproduktion durch innovative Überwachungs-, Mess- und Regelungsmethoden (OptiMand) - Überwachungs- und Regelungsmethodik für die flexible Prozessführung
Zeitraum
2016-09-15 – 2019-09-30
Bewilligte Summe
245.087,27 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03KB115A
Leistungsplansystematik
Energetische Biomassenutzung [EB1920]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)
Förderprogramm
Energie
An eine zukunftsfähige Energiebereitstellung aus Biogas werden zwei wesentliche Anforderungen gestellt. Zum einen die verstärkte Nutzung von geeigneten Reststoffen und zum anderen eine vermehrte Prozessflexibilisierung zur bedarfsgerechten Energieproduktion bzw. einer kosteneffizienteren Einbindung von Biogasanlagen in das Energiesystem. Im Projekt OptiMand werden beide Aspekte durch Nutzung von Getreideabfällen und Mühlennachprodukten innerhalb eines flexiblen Hochlastvergärungsprozesses miteinander verbunden. Für die flexible Biogasproduktion aus den benannten Reststoffen wir eine modellgestützte Prozessregelung weiterentwickelt und im Anlagenmaßstab erprobt. Neben herkömmlichen Prozessanalysedaten greift der Regler auf online Sensoren zur Erfassung flüchtiger organischer Säuren im Gasstrom sowie im Gärrest zurück (Halbleitersensor und mikrobielle elektrochemische Sensorplattform). Beide Sensoren werden im Projekt an die Prozessbedingungen angepasst und miteinander verglichen. Nach Voruntersuchungen/Recherchen zur detaillierten Versuchsplanung folgen kontinuierliche Vergärungsversuche im Labormaßstab. Diese dienen zum Einen zur Ermittlung von Grenzwertparameter für die flexible Hochlastvergärung sowie das Prozessverhalten bei der dynamischen Fütterung der schnell abbaubaren, teilweise störstoffbelasteten Müllereinebenprodukten. Zum anderen erfolgt die Weiterentwicklung sowie Evaluierung beider Sensorsysteme (Halbleitersensor und mikrobieller elektrochemischer Sensor) hinsichtlich ihrer Eignung zur Überwachung und Regelung des Biogasprozesses. Auf Basis dieser Sensorsysteme erfolgt parallel die Entwicklung einer modellgestützten Beobachtungs- und Regelungsmethode zur flexiblen Hochlastvergärung von Getreideabfällen und Mühlennachprodukten. Abschließend soll die entwickelte flexible Fütterungsstrategie an der Praxisanlage entsprechend zuvor definierter Fütterungsfahrpläne unter wechselnden Prozessbedingungen getestet werden.
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