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WO2011076444A1 - Vorrichtung und verfahren zum fermentieren, nachrotten und intensivrotten von verarbeitungsprodukten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum fermentieren, nachrotten und intensivrotten von verarbeitungsprodukten Download PDF

Info

Publication number
WO2011076444A1
WO2011076444A1 PCT/EP2010/058742 EP2010058742W WO2011076444A1 WO 2011076444 A1 WO2011076444 A1 WO 2011076444A1 EP 2010058742 W EP2010058742 W EP 2010058742W WO 2011076444 A1 WO2011076444 A1 WO 2011076444A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
container
processed product
fermentation
product
biomass
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/058742
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Werner
Swantje Mignon Schlederer
Karl Erwin Brand
Original Assignee
Hans Werner
Swantje Mignon Schlederer
Karl Erwin Brand
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Werner, Swantje Mignon Schlederer, Karl Erwin Brand filed Critical Hans Werner
Publication of WO2011076444A1 publication Critical patent/WO2011076444A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90—Apparatus therefor
    • C05F17/95—Devices in which the material is conveyed essentially vertically between inlet and discharge means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/06—Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/02—Percolation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for fermenting and / or Nachrotten and / or intensive rotting and for the easy discharge of easily flowing, low-flowing or non-flowing or free-flowing processing products, in particular biomass.
  • processing product is understood primarily biomass, but other product types or industrial goods can be fermented.
  • Industrial goods may be slaughterhouse waste or other industrial waste that should be degassed or fumigated, e.g. for sterilization.
  • viscous products such as digested sludge could be processed.
  • Devices and methods for fermenting and / or rotting and / or intensive rotting of biomass are known per se. For example, they are used on a large scale in order to extract energy from the biomass, for example by fermenting the biomass (anaerobically) and / or in rotting so as to utilize the gas that forms as an energy carrier and / or damage to the climate (escaping gas during composting). Alternatively, such methods are used, for example, to fuel the biomass as such for further processing, such as briquettes, pellets, or the like. prepare.
  • the known methods work, in particular also in the gas production, especially in the so-called garage or batch process.
  • the device according to the invention and the method according to the invention can be fermented and / or composted.
  • Fermentation means that in the anaerobic state, e.g. Gas is recovered, in one or more process steps.
  • Composting means that in the aerobic state for the production of compost, the process steps are carried out pre-rotting, intensive rotting, Nachrotte.
  • the device according to the invention for fermenting and / or secondary and / or intensive rotting and discharging difficult-flowing bulk materials consists of a container for receiving the goods, the side walls, an upper device for supplying the biomass and a lower device with movable elements for discharge biomass, which affects the soil forms the or an intermediate bottom of the container, that extends at least substantially over the entire container cross-section.
  • the essential element of the device according to the invention is an at least partially movable floor or intermediate floor or a floor which has movable parts in one plane.
  • the sidewalls are substantially vertical, but may also be more or less inclined inwardly or outwardly to the container-between-floor.
  • the container bottom or container intermediate bottom is arranged substantially horizontally. This configuration aims to provide the largest possible container bottom or container intermediate floor, by the one hand, for example, gaseous media as broad as possible biomass can be supplied to their processing and by the other hand, the biomass for their further use or for disposal as possible on the whole Surface, about layers, in particular, can be discharged continuously.
  • the floor is not designed as a base plate, for example as a perforated plate, which indeed allows a gaseous medium or free-flowing or free-flowing biomass to pass through, but does not permit coarser material, such as stalk material or the like. through it, so that it has to be carried out differently, for instance to the side.
  • the container intermediate floor is formed from a large number of rotatable rollers engaging at least substantially the entire bottom surface.
  • the rolls are juxtaposed and designed so that, when the rolls are resting, the processing products resting on them do not fall down through their interstices, but the overlying mass falls as needed, for example when their (processing) condition makes it appear, optionally also continuously, by rotating the rollers or individual rollers on the entire bottom surface or in a part thereof downwards, through the roll bottom, can be discharged. So that both are reliably ensured, ie the nip is largely bridged at standstill and the rollers take the processed product safely for discharging, the rollers are further formed according to the invention with projections.
  • rollers have to be arranged and shaped in an individual case depends to a great extent on the type and consistency of the product to be processed in the container. Is about a relatively homogeneous good such as grain, granules or similar.
  • the projections can be made small if only the gap between the rollers is dimensioned such that the product remains on them when the rollers are stationary, but is discharged downwards as soon as the rollers rotate for this purpose.
  • rollers For processing and discharge of other products, such as limited or non-flowable material, such as grass, leaves and mixtures thereof, including crushed processing products, in contrast, more or less pronounced projections on the rollers will be necessary to move the material to be conveyed , in addition to crushing (to crumble, even to cut) so that it is taken down through the nips.
  • the projections can then be formed, for example, as thorns, strips and slats or even as a knife. They only have to be designed in each case so that the processing product which rests on them essentially remains lying on them at their standstill and does not fall through the gap between rolls or protrusions.
  • the projections, whether thorns or strips or lamellae, mesh with each other during rotation of the rollers so that they form a kind of labyrinth at rest, can fall through the very fine components of the good at best.
  • the lamellae or even knives can also be designed and controlled in such a way that the strips or lamellae of adjacent rolls abut against one another or rest against one another, so that they then form a more or less continuous surface of the roll base.
  • corresponding fittings or additional strips below the rollers can prevent trickling of fine product.
  • rollers and their projections can also be arranged so that the ventilation surface by wide slots makes a large-area flow through the materials possible.
  • the rollers themselves and / or the projections, such as the lamellae or knives, may have air passages for the gaseous medium.
  • An essential feature of the invention is the proper control of the rolls. It must first ensure that the rollers actually form a bearing surface at a standstill through which the material does not fall through, ie bring the rollers into an appropriate position. This is especially important if - as mentioned above - the last or lamellae at a standstill to form a continuous surface abutting or abut each other. This means that the controller must ensure a corresponding position of each roller.
  • the control of the rolls must at the same time ensure the proper discharge of the biomass or the product. In the simplest case, this means that the rollers, in order to enable a uniform layer-wise discharge over the entire floor surface, have to be able to be controlled in pairs so as to rotate in pairs.
  • a discharge can be displayed only in certain areas of the (intermediate) floor space.
  • the control must enable the continuous discharge of the biomass or of the product required for a continuous mode of operation.
  • the rollers must be able to be controlled individually or in individual groups or in total for all these cases.
  • the roll base can often be used in addition to supplementing the processing of the biomass or of the product itself.
  • the consistency of the material and its processing can be positively influenced by the unidirectional rotation of the rollers, clockwise or counterclockwise, or even pulsating in the direction change.
  • agglomerations / clumping of the material and any air channels / gas inclusions can be dissolved or seepage channels / percolate channels closed, ie no nester formation takes place and complete outgassing is ensured.
  • the material can be homogenized, whereby the uniform distribution is favored not only about about below zucuitder processing media such as hot air, but equally the distribution of in the biomass or in the product (from above or laterally) to be introduced fermentation and / or Rottekotnder substances.
  • This also requires a corresponding control of the rollers.
  • the roller discharge is air and liquid permeable. By special installations such as additional strips below the roll discharge, trickling through / flowing through of fine material can be prevented.
  • a device for removing the discharged material can be provided below the container bottom or the container intermediate bottom. It may consist of at least one conveyor, conveyor belt or at least one screw conveyor or any other conveyor.
  • An essential aspect of the device according to the invention is continuous operation.
  • this also includes their continuous entry into the container while maintaining a ner as constant as possible, but in any case over the container cross-section uniform dump height.
  • a corresponding distribution device such as one or more blowers, screw, filling and / or chain conveyor or a mechanically acting, preferably rotating distributor or screws ensure this.
  • sunken areas can be individually refilled through the rollers above and the product stock can be compensated, so that a permanently completely filled gasification area can be guaranteed with maximum use of space.
  • level gauges can monitor the uniform bulk level of the processed products and optionally correct the function of the distribution device.
  • gaseous medium may be mere fresh air, cooling or heating air, a drying or moistening medium or a fumigant.
  • a feeder is provided for its supply through the container bottom.
  • binders, substances, bacteria, liquids, even with microorganisms, the biomass or the product can be supplied, which favorably influence the fermentation process.
  • the feed can be from top / bottom or directly into the product stock, possibly even during filling.
  • dusty gas such as flue gas or gas mixtures
  • the overlying product layer acts as a constantly renewable filter (regenerative particle / dust filter, or as a flue gas filter with non-combustible filter products used).
  • corresponding sensors and / or measuring devices are provided in the container, in particular also in the region of the container-intermediate-bottom and in the region of the discharge. With them can be determined, for example, whether the required for a fermentation or a rotting working temperature is maintained (the device can be operated thermophilic or mesophilic) or the desired degree of drying or moisture of the material is reached.
  • the device has a device for re-feeding the discharged biomass or the product to the container. Because such a device for re-feeding serves primarily the purpose, not yet sufficiently exhausted or eradicated biomass once again to run through the plant, what it needs the determination of their condition.
  • the device for removing the discharged material then expediently works together with such a biomass recirculation device.
  • the container and / or other parts of the device or the entire device substantially or completely gas-tight.
  • the container / fermenter may be kept under pressure as a whole or in sections (e.g., 1 3) to assist the exit direction of the gas occurring within the fermenter up to the suction unit, to optimize the fermentation process, and to increase the gas yield.
  • the gas-tight design is especially for the upper device for supplying the biomass or the product into consideration, because otherwise ambient air through the Zu2020einrich- get into the container and there, for example, interfere with the fermentation or could distort the resulting gas.
  • the device to have gastight locks in the region of the feed and / or in the region of the discharge device.
  • gas-tight locks can be designed as a chamber or rotary valve or, for example, in the area of removal, as a gas-tight conveyor screw and can be evacuated, for example, for the removal of ambient air or harmful gases by means of negative pressure.
  • These devices for supplying fermentation and / or rotten everydaynder substances should be arranged in particular in the upper region of the container and / or already in the gas-tight lock the upper device for supplying the biomass or the product. They are according to the invention designed so that they continuously spray the continuously registered biomass or the product with fermentation and / or rotte mitnder or binding substances (percolate). This ensures the most even wetting of the biomass and thus a consistently uniform fermentation or rotting.
  • At least one device for collecting, collecting and discharging such accumulating substances is provided.
  • the biomass in the discharge for example by means of a screw press used for the removal, be pressed.
  • the process liquid and the residual gas can be anaerobically collected during the removal and reheated / cooled and / or returned / derived.
  • the recovered substances can then either be disposed of in an environmentally friendly manner or, for example, when it comes to reusable fermentation and / or rotten ownednden substances are recycled by means of reprocessing, especially for cleaning and heating and / or refeeding to the processed products.
  • the reheating in the meantime can help to ensure that the working temperature desired during rotting or fermentation is maintained.
  • a separate device for cooling and / or for heating the biomass can additionally be provided for this purpose.
  • the heating of the biomass can serve, among other things, also to sanitize / sterilize the biomass.
  • a device for mixing the biomass or the product is provided. This then supports the mixing effects, which are already - as described - caused by an appropriate control of the rollers of the container bottom. It supports the uniform fermentation or rotting by loosening the biomass or the product and distributing the substances supporting the fermentation or rotting as evenly as possible in the biomass. Mixing of the biomass thus comes into play in the device according to the invention or in the method realized therewith, in particular in the region of the discharge device.
  • An essential device of the device according to the invention is a device for collecting, collecting and disposing of or for further utilization of the resulting in the fermentation and / or the post-rotting and / or intensive rotting gases. It will usually be necessary even if it is only about the prevention of the escape of accruing environmentally harmful or foul-smelling particles, so the environmental protection. However, it is functionally essential if the plant operation is currently used to extract such gases. Other devices can measure, for example, the gas quality and quantity, the temperature, the pressure in the container.
  • the container may be made of steel or concrete or other material. Different materials can also be used for the individual areas.
  • the container may be modular so constructed that it can be adapted in size to the needs in each case. This is especially true when the processing steps, such as the fermentation and the post- or intensive rotting are to be carried out successively in several different containers and about the individual steps require containers of different capacity. For reasons of space savings, for example, in such a case, several containers including one or more discharge systems can be installed one above the other and / or next to each other.
  • the containers or the device / devices Overall, can be isolated to save energy or designed as a heat exchanger so that the process heat can be used.
  • the containers and / or the container walls can be heated or cooled.
  • the rolls in the container serve not only for thorough mixing but also for optimizing the process, eg mixing the product before further percolate application, etc.
  • the product is less compacted and the gas discharge is increased, since the surface to be used for the microorganisms increase and the gas can more easily escape from the product stock.
  • the individual containers are arranged one above the other, only one filling and emptying device is required, since the product is removed from a container directly from below, mixed and loosened falls into the underlying container.
  • the invention further provides a process for fermenting and / or post-rotting and / or intensive rotting of processed products, in particular biomass, in which the biomass is continuously supplied to a device according to the invention from above, optionally enriched with a fermentation and / or rotten ownednden substance and after Passing through the container is discharged continuously downwards and removed from the device.
  • the method according to the invention can be configured in such a way that the processing product repeatedly passes through the device according to the invention for its fermentation and / or post-rotting and / or intensive rotting.
  • inventive devices can be supplied.
  • the individual device (s) including the fermentation discharge device (s) can be constructed successively in series or one above the other, so that the fermentation / fermentation (anaerobic) can take place in one or more stages in a continuous process.
  • the product can be transferred from an anaerobic (fermentation) to a targeted aerobic state (composting).
  • the biomass is (are) composted in the tank until the emission exit (gases) is completed or an environmentally friendly outdoor composting is possible. It is inventively provided that accumulating gases collected and used or environmentally harmless, especially disposed of while avoiding climate-damaging emissions and / or disturbing odors / used (electricity / heat).
  • the gas obtained is treated as an energy source and / or used directly for energy generation (power and / or heat generation).
  • the process heat of power generation can also be used to heat the fermentation and / or rotting tank / biomass / percolate. Otherwise, the recovered and / or treated gas is fed into specific gas lines or holding tanks or used for other processes.
  • the method according to the invention is characterized in that as heavy-flowing biomass, for example corn, grass, fresh cereals, or sunflowers, renewable raw materials NawaRo, in particular their stalks, optionally also as silage, woodchips, cattle manure and other organic residues, by-products and / or household and industrial wastes used singly or in mixtures.
  • heavy-flowing biomass for example corn, grass, fresh cereals, or sunflowers
  • renewable raw materials NawaRo in particular their stalks
  • silage, woodchips, cattle manure and other organic residues by-products and / or household and industrial wastes used singly or in mixtures.
  • a further field of application would be the use of the device according to the invention as a continuous / discontinuous regenerative filter in which biomass or industrial products clean dust- or particle-laden gases.
  • the applied material is discharged continuously or dis- continuously, the gas to be cleaned is sucked / blown through the product and thereby cleaned.
  • the focus here is on the cleaning of the gas and the product in the container is the filter.
  • aroma or dust filter dust laden air comes from below into the fermenter, in turn, is pressed through the filter medium, or sucked to filter dust from the air into the filter medium. Air with harmful or unpleasant odors is thus injected from below into the fermenter / container.
  • the air / gases (cold to hot) flow through a suitable filter medium (... clay balls, fibers, granules, woodchips, etc.).
  • the air / gases are discharged at the upper end, free from odors or emissions.
  • An additional cleaning effect in the filter product could be done by spraying liquid or powdery binders to wash the adhering odor from top to bottom.
  • the rollers in turn prevent bridges or grafts from forming; heavily loaded filter material can be discharged, processed and / or disposed of. Also fire-suppressing additives can be introduced. New filter medium is always applied fresh from above. This is how the particle / odor filter works without interruption (continuously).
  • Figure 1 the device according to the invention in its simplest embodiment
  • FIG. 2 shows the device according to the invention according to FIG. 1 with a device 10 for the removal of the discharged biomass
  • FIG. 3 shows the device according to the invention according to FIG. 1 with another device 10 for discharging discharged biomass, a gas-tight lock in the region of the feed 3 for the biomass and a device 13 for supplying a gaseous medium;
  • FIG. 4 shows the device according to the invention according to FIGS. 1 to 3 with further functionally important devices
  • FIGS. 5-8 show various configurations of the rollers 4a-f and their projections 6.
  • Figure 1 shows the device according to the invention in its simplest embodiment with container 1 with side walls 2, with an upper means 3 for supplying the biomass and a lower means 4 for discharging the biomass, as from rotatable, provided with projections 6 rollers 4 a - f formed container bottom 5 is formed.
  • FIG. 2 shows the device according to the invention according to FIG. 1 with a device 10 for removing the discharged material.
  • the device for removal is designed here as a conveyor belt 10 with / or screw conveyor, chute, push or scratching floor.
  • FIG. 3 shows the device according to the invention according to FIG. 1 or 2 with container 1 with side walls 2 with a top device 3 for supplying the biomass, designed as a gas-tight lock 16, a lower device 4 for discharging the processing products, which are rotatable with projections 6 (FIG. Thorns, strips, lamellae 7 or knives 8) provided rollers 4 a - f formed container bottom 5 is formed, designed here as a screw conveyor 10 for conveying the discharged material, a device 13 for supplying a gaseous medium or a device 20th for cooling and / or heating the biomass and a device for collecting and removing liquids.
  • a screw conveyor 10 for conveying the discharged material
  • a device 13 for supplying a gaseous medium or a device 20th for cooling and / or heating the biomass
  • a device for collecting and removing liquids designed here as a screw conveyor 10 for conveying the discharged material, a device 13 for supplying a gaseous medium or a device 20th for cooling
  • FIG. 4 shows the device according to the invention according to FIG. 1 or 2 with container 1 with side walls 2, with a container intermediate floor 5 formed from rotatable rollers 4 a-f and at the same time usable as a device 21 for mixing the biomass, in which the rollers 4 a - f with Projections 6 are provided, which are formed as thorns 7a, strips or slats 7b or knife 8, wherein the rollers 4a - f and / or the projections 6 have air passages 9.
  • the device has a device 10 designed here as a screw conveyor 10 for discharging the discharged product, a device 11, 21 for producing a uniform bed height and for mixing the biomass to be introduced, filling level sensors 12, a device 3 for supplying a gaseous medium and Measuring device 14 for determining the moisture content of the biomass in the container 1 in the vicinity of the container bottom 4 and in the region of the device 10 for conveying the discharged material on.
  • a device 10 designed here as a screw conveyor 10 for discharging the discharged product
  • a device 11, 21 for producing a uniform bed height and for mixing the biomass to be introduced
  • filling level sensors 12 a device 3 for supplying a gaseous medium
  • Measuring device 14 for determining the moisture content of the biomass in the container 1 in the vicinity of the container bottom 4 and in the region of the device 10 for conveying the discharged material on.
  • a device 23 for supplying fermentation and / or rotten everydaynder substances
  • means 18 for collecting and discharging liquids means 19 for recycling and refeeding the fermentation and / Rotteeaunden substances
  • means 20 for cooling and / or heating of the biomass
  • means 21 for mixing the biomass
  • a means 22 for collecting, collecting and disposing or for the discharge of gas for further utilization indicated.
  • Only indicated is the possible construction of the container of modules 23, which may be designed to be placed on each other in a ring shape.
  • the individual containers may vary in size and in the number of roll
  • the biomass in the tank can be controlled from the anaerobic to the aerobic area. This means that the biomass can be transferred from the product to be fermented, with the aim of gas production, with decreasing gas yields in a product to be composted, with the aim of composting.
  • the processed product is released as potting soil or as fertilizer / substrate.
  • the treatment process is stopped after the anaerobic process and the product can be processed to fuel (energy source) or disposed of.
  • FIGS. 5-8 show various configurations of the rollers 4 a-f and their projections 6.
  • FIG. 5 shows one of the rolls 4 a-f with slats 7b interrupted in sections or knives 8 with air passages 9 for the passage of the gaseous medium 14.
  • the slats 7b can be utilized if the apparatus at standstill has the largest possible storage area for the overlying processing products should form.
  • Knives 8 may be provided to allow simultaneous discharge through the floor, as appropriate for further use. is full - to make a crushing of the overlying mass.
  • the air outlets 9 are useful if the other passages between the rollers 4 a - f or between the slats 7 b or knives 8 do not offer enough clear surface for the passage of processing media such as drying air or liquids.
  • FIG. 6 shows one of the rollers 4a-f with continuous lamellae 7 or knives 8 with air passages 9 for the passage of a gaseous or liquid medium.
  • the design of the slats 7b as a continuous, in their longitudinal direction Uninterrupted may be useful when it comes to the processing of small-scale products, such as grains or granules, in which the rollers should form a closed surface as possible at a standstill.
  • the air and liquid passages 9 are particularly important for the passage of gaseous media.
  • the size of the perforation can vary accordingly.
  • FIG. 7 shows one of the rolls 4a-f with continuous lamellae 7 or knives 8 bent in the radial direction of the roll 4a-f. They allow, for example, a particularly gentle discharge of the biomass.
  • FIG. 8 shows one of the rollers 4a-f with spikes 7a distributed over their circumference as projections 6.
  • This configuration is particularly suitable for coarsely structured products such as stalk, polystyrene, foam, which suffice by such a structure-which in itself is quite permeable is held. It then has the advantage that it allows for the processing necessary gaseous media very well.
  • the fermenter or storage container is provided as a metal construction with a heat insulation located on the outer wall.
  • the container walls are double-walled and can also be heated / cooled.
  • a variable module construction system which can be adapted in size and shape to the wishes of the buyer is conceivable.
  • the device according to the invention or the method according to the invention have u.a. following advantages:
  • the system is mobile, ie it can be moved more easily or mounted in another location.
  • Impurities such as foils, woods, sand can be easily treated and discharged
  • the residence time is relatively short and the digestate can then be mechanically dewatered, dried with the excess heat of production and compacted into a storable fuel or fertilizer, thus reducing the investment costs even if no decay tunnels or Nachrottehallen must be built.
  • Flammability of combustible filter materials / products in hot gases can be prevented by additions.

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Trockenfermentieren und/oder zur Nach- und/oder Intensivrotte von leichtfließenden, schwerfließenden bzw. nichtfließenden oder rieselfähigen Verarbeitungsprodukten, insbesondere von Biomasse. Die - gegebenenfalls gasdicht konstruierte - Vorrichtung besteht aus einem Behälter (1) mit Seitenwänden (2), einer - gegebenenfalls als gasdichte Schleuse konstruierten - oberen Einrichtung (3) zur Zuführung des Verarbeitungsprodukts und einer den Boden (5) des Behälters (1) bildenden unteren Einrichtung (4) zum Austrag des Verarbeitungsprodukts, die aus beweglichen Elementen, beispielsweise einer Vielzahl von drehbaren Walzen (4 a - f) mit Vorsprüngen (6), besteht, die den Boden bzw einen Zwischenboden (5) des Behälters (1) bilden.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM FERMENTIEREN, NACHROTTEN
UND INTENSIVROTTEN VON VERARBEITUNGSPRODUKTEN
Gegenstand der Erfindung sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fermentieren und/oder zum Nachrotten und/oder Intensivrotten sowie zum einfachen Austrag von leichtfließenden, schwerfließenden bzw. nichtfließenden oder rieselfähigen Verarbeitungsprodukten, insbesonde- re Biomasse. Unter dem Begriff Verarbeitungsprodukt wird in erster Linie Biomasse verstanden, jedoch können auch andere Produkttypen bzw. Industriegüter vergoren werden. Industriegüter können Abfälle von Schlachthäusern oder andere Industrieabfälle sein, die entgast oder begast werden sollten, z.B. zur Entkeimung. Ebenso könnten auch dickflüssige Produkte, wie Faulschlamm verarbeitet werden.
Vorrichtungen und Verfahren zum Fermentieren und/oder zum Nachrotten und/oder Intensivrotten von Biomasse sind an sich bekannt. Sie werden beispielsweise in großem Maßstab eingesetzt, um aus der Biomasse Energie zu gewinnen, etwa indem die Biomasse in Gärung (anaerob) und/oder in Rotte versetzt wird, um das Gas, das sich dabei bildet, als Energieträger zu verwerten und/oder Klimaschäden (austretendes Gas beim Kompostieren) vorzubeugen. Alternativ kommen solche Verfahren beispielsweise zum Einsatz, um die Biomasse als solche für die weitere Verarbeitung zu Brennstoff, etwa zu Briketts, Pellets o.ä. aufzubereiten.
Die bekannten Verfahren arbeiten, insbesondere auch bei der Gasgewinnung, vor allem im so- genannten Garagen- oder Batch -Verfahren. Das heißt, dass die Biomasse in Behälter und diese in die Vorrichtung („Garage") eingebracht und dort bearbeitet, etwa zur Gasgewinnung fermentiert wird.
Dies bedeutet zum einen, dass der Behälter mit der Biomasse nach Abschluss der Bearbeitung, etwa der Ausgasung, in aufwendiger Arbeit aus der Vorrichtung („Garage") entfernt und die großenteils ausgegaste Biomasse aus dem Behälter entnommen und der Behälter neu beschickt werden muss. Die Biomasse wird aus der Garage entnommen, wenn die Gasausbeute unwirtschaftlich wird; das Produkt wird anschließend in einer Behausung oder im Freien zur Nachrotte gelagert. Vor und während dem Entleeren der Garagen werden diese im Allgemeinen mit frischer Luft gespült. Dies hat zur Folge, dass erhebliche Gasmengen nicht direkt der Energiegewinnung zugeführt werden können. Die Garagen werden erst dann befahren und entleert bzw. neu gefüllt.
Es bedeutet zugleich auch, dass solche Anlagen im Grundsatz diskontinuierlich arbeiten. Will man, wie es vor allem für die Gasgewinnung unabdingbar ist, eine kontinuierliche Arbeitsweise sicherstellen, etwa einen kontinuierlichen Gasstrom erzeugen, so wird dies dadurch erreicht, dass mehrere Behälter mit zeitlichem Abstand beschickt und in die Vorrichtung verbracht wer- den, so dass für einen Behälter, der aus wirtschaftlicher Sicht ausgegaste Biomasse enthält und der aus der Vorrichtung zu entfernen und neu zu befüllen ist, stets ein neu beschickter Behälter bereitsteht. Diese Vorgehensweise ist allerdings vom apparativen Aufwand her aufwendig und arbeitsintensiv, da vor dem Entleeren der Behälter belüftet/gespült werden muss, d.h. die Fermentation (anaerober Zustand) wird unterbrochen bzw. beendet.
Hieraus folgt die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Fermentieren und/oder zur Nach- und/oder Intensivrotte von Biomasse anzugeben, bei denen der arbeitsaufwendige Vorgang der Entnahme und Neubeschickung mit Biomasse vereinfacht und insbesondere eine kontinuierliche Verarbeitung (Fermentieren, Rotten, Intensivrotten) und Entnahme der Biomasse ohne aufwendigen Transport schwerer Behälter oder die Notwendigkeit der Handhabung ihres Inhalts selbst möglich ist und dies insbesondere auch dann, wenn die Biomasse schwerfließend ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 18 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren kann fermentiert und/oder kompostiert werden. Vergärung/Fermentierung bedeutet, dass in anaerobem Zu- stand z.B. Gas gewonnen wird, und zwar in einem oder mehreren Verfahrensschritten. Kompostierung bedeutet, dass in aerobem Zustand zur Gewinnung von Kompost die Verfahrensschritte Vorrotte, Intensivrotte, Nachrotte durchlaufen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Fermentieren und/oder zur Nach- und/oder Intensivrot- te und zum Austragen schwerfließender Schüttgüter besteht aus einem Behälter zur Aufnahme des Gutes, der Seitenwände, eine obere Einrichtung zur Zuführung der Biomasse und eine untere Einrichtung mit beweglichen Elementen zum Austrag der Biomasse aufweist, die den Bo- den bzw. einen Zwischenboden des Behälters bildet, sich also mindestens im Wesentlichen über den gesamten Behälterquerschnitt erstreckt. Das bedeutet, dass wesentliches Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein zumindest teilweise beweglicher Boden oder Zwischenboden bzw. ein Boden ist, welcher bewegliche Teile in einer Ebene aufweist.
Die Seitenwände sind im Wesentlichen senkrecht, können aber auch mehr oder weniger schräg nach innen oder nach außen zum Behälter-zwischen-boden verlaufen. Der Behälterboden bzw. Behälterzwischenboden ist im Wesentlichen waagerecht angeordnet. Diese Konfiguration hat zum Ziel, einen möglichst großen Behälterboden bzw. Behälterzwischenboden zur Verfügung zu stellen, durch den einerseits beispielsweise gasförmige Medien möglichst breitflächig der Biomasse zu deren Bearbeitung zugeführt werden können und durch den andererseits die Biomasse zu ihrer weiteren Verwendung oder zur Entsorgung möglichst auf ganzer Fläche, etwa schichtweise, insbesondere auch kontinuierlich ausgetragen werden kann.
Dabei ist der Boden erfindungsgemäß nicht als Bodenplatte, etwa als Lochplatte ausgebildet, die zwar ein gasförmiges Medium oder auch fließ- oder rieselfähige Biomasse durchlässt, aber nicht gestattet, gröberes Material wie etwa Halmgut o.ä. durch sie hindurch auszutragen, so dass es anders, etwa zur Seite hin, ausgetragen werden muss. Vielmehr wird der Behälter- zwischen-boden erfindungsgemäß aus einer zumindest weitgehend die gesamte Bodenfläche einnehmenden Vielzahl drehbarer Walzen gebildet.
Die Walzen sind so nebeneinander angeordnet und gestaltet, dass die auf ihnen aufliegenden Verarbeitungsprodukte, wenn die Walzen stillstehen, nicht nach unten durch ihre Zwischenräume hindurch fallen, die aufliegende Masse jedoch bei Bedarf, etwa wenn ihr (Bearbeitungs-) Zustand dies angezeigt erscheinen lässt, gegebenenfalls auch kontinuierlich, durch Drehen der Walzen oder auch einzelner Walzen auf der gesamten Bodenfläche oder in einem Teil davon nach unten, durch den Walzenboden hindurch, ausgetragen werden kann. Damit beides zuverlässig gewährleistet ist, der Walzenspalt also im Stillstand weitgehend überbrückt ist und die Walzen das Verarbeitungsprodukt zum Austragen sicher mitnehmen, sind die Walzen weiter erfindungsgemäß mit Vorsprüngen ausgebildet.
Wie die Walzen im Einzelfall angeordnet und gestaltet sein müssen, hängt dabei in starkem Masse von der Art und Konsistenz des zu bearbeitenden Produkts in dem Behälter ab. Wird etwa ein relativ homogenes Gut wie beispielsweise Getreide, Granulat o.ä. eingebracht, so kön- nen die Vorsprünge klein ausfallen, sofern nur der Spalt zwischen den Walzen so dimensioniert ist, dass das Verarbeitungsprodukt bei Stillstand der Walzen auf ihnen liegenbleibt, aber nach unten ausgetragen wird, sobald sich die Walzen zu diesem Zwecke drehen. Zur Bearbeitung und zum Austrag anderer Produkte, etwa von nur bedingt oder nicht rieselfähigem Material, wie beispielsweise Gras, Blättern und Mischungen daraus, einschließlich zerkleinerter Verarbeitungsprodukte, werden dagegen mehr oder weniger ausgeprägte Vorsprünge auf den Walzen nötig sein, um das zu fördernde Gut zu bewegen, etwa auch zusätzlich zu zerkleinern (zu zerkrümeln, etwa gar zu zerschneiden), damit es durch die Walzenspalte nach unten mitgenommen wird.
Die Vorsprünge können dann beispielsweise als Dornen, Leisten und Lamellen oder sogar als Messer ausgebildet sein. Sie müssen nur in jedem Falle so ausgebildet sein, dass das Verarbeitungsprodukt, das ihnen aufliegt, bei ihrem Stillstand im Wesentlichen auf ihnen liegenbleibt und nicht durch den Spalt zwischen Walzen bzw. Vorsprüngen hindurch fällt.
Das kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Vorsprünge, seien es nun Dornen oder Leisten bzw. Lamellen, beim Verdrehen der Walzen miteinander kämmen, so dass sie im Ruhezustand eine Art Labyrinth bilden, durch das allenfalls sehr feine Bestandteile des Gutes hindurchfallen können. Die Lamellen oder gar Messer können aber auch so ausgebildet und gesteuert sein, dass die Leisten bzw. Lamellen benachbarter Walzen im Stillstand aneinanderstoßen oder aneinander anliegen, so dass sie dann eine mehr oder weniger durchgehende Flä- che des Walzenbodens bilden. Zudem können entsprechende Einbauten bzw. Zusatzleisten unterhalb der Walzen das Durchrieseln von feinem Produkt verhindern.
Das Kämmen der Walzen ist freilich nur eine von mehreren Möglichkeiten. Wenn das aufliegende Material keine mehr oder weniger geschlossene Aufliegefläche erfordert, können die Walzen und deren Vorsprünge auch so angeordnet sein, dass die Belüftungsfläche durch breite Schlitze eine großflächige Durchströmung der Materialien möglich macht.
Um einen genügenden Querschnitt für die Zuführung gasförmiger Medien auch dann zur Verfügung zu stellen, wenn das aufliegende Material eine eher flächige Gestaltung des
(Zwischen-) Bodens erfordert, können die Walzen selbst und/oder auch die Vorsprünge, etwa die Lamellen oder Messer, Luftdurchlässe für das gasförmige Medium aufweisen.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist die zweckentsprechende Steuerung der Walzen. Sie muss zunächst sicherstellen, dass die Walzen im Stillstand tatsächlich eine Lagerfläche bilden, durch die das Gut nicht hindurchfällt/hindurchfließt, also die Walzen in eine entsprechende Stellung bringen. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn - wie oben erwähnt - die Leisten bzw. Lamellen im Stillstand unter Bildung einer durchgehenden Fläche aneinanderstoßen oder aneinander anliegen sollen. Das heißt, dass die Steuerung eine entsprechende Stellung jeder einzelnen Walze sicherstellen muss. Die Steuerung der Walzen muss gleichzeitig den zweckentsprechenden Austrag der Biomasse bzw. des Produkts sicherstellen. Dies bedeutet im einfachsten Falle, dass die Walzen, um einen über die gesamte Bodenfläche gleichmäßigen schichtweisen Austrag zu ermöglichen, beispielsweise paarweise gegeneinander drehend steuerbar sein müssen. Bedarfsweise kann aber auch ein Austrag nur in bestimmten Bereichen der (Zwischen-) Bodenfläche angezeigt sein. Vor allem muss die Steuerung aber den für eine kontinuierliche Arbeitsweise erforderlichen kontinuierlichen Austrag der Biomasse bzw. des Produkts ermöglichen. Die Walzen müssen für alle diese Fälle entsprechend einzeln oder in einzelnen Gruppen oder auch insgesamt ansteuerbar sein.
Schließlich hat sich gezeigt, dass der Walzenboden auch bei der Bearbeitung der Biomasse bzw. des Produkts selbst vielfach ergänzend eingesetzt werden kann. So hat sich herausgestellt, dass mit der gleichgerichteten Drehung der Walzen, rechts- oder linksdrehend, oder auch im Richtungswechsel pulsierend, die Konsistenz des Gutes und dessen Bearbeitung positiv be- einflusst werden kann. So können dadurch etwa Agglomerationen/Verklumpungen des Gutes und etwaige Luftkanäle/Gaseinschlüsse aufgelöst bzw. Sickerkanäle/Perkolatskanäle geschlossen werden, d.h. es findet keine Nesterbildung statt und eine vollständige Ausgasung ist gewährleistet. Das Gut kann homogenisiert werden, wodurch die gleichmäßige Verteilung nicht nur etwa von unten zuzuführender Bearbeitungsmedien wie etwa Warmluft begünstigt wird, sondern gleichermaßen die Verteilung von in die Biomasse bzw. in das Produkt (von oben oder auch seitlich) einzubringender fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen. Auch dies setzt eine entsprechende Steuerung der Walzen voraus. Der Walzenaustrag ist luft- und flüssigkeitsdurchlässig. Durch spezielle Einbauten wie Zusatzleisten unterhalb des Walzenaustrages kann das Durchrieseln/Durchfließen von feinem Material verhindert werden. Unter dem Behälterboden bzw. dem Behälterzwischenboden kann eine Vorrichtung zur Abför- derung des ausgetragenen Gutes vorgesehen sein. Sie kann aus mindestens einem Förderer, Förderband oder mindestens einer Förderschnecke oder jeder anderen Fördereinrichtung bestehen. Ein wesentlicher Aspekt der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das kontinuierliche Arbeiten. Dazu gehört außer dem kontinuierlich (schichtenweisen) Austrag der Biomasse bzw. des Produkts auch deren kontinuierlicher Eintrag in den Behälter und zwar unter Aufrechterhaltung ei- ner möglichst gleichbleibenden, jedenfalls aber über den Behälterquerschnitt gleichmäßigen Schütthöhe. Eine entsprechende Verteilvorrichtung, etwa eines oder mehrere Gebläse, Schnecken-, Befüll- und/oder Kettenförderer oder ein mechanisch wirkender, vorzugsweise rotierenden Verteiler oder Schnecken, stellen dies sicher.
Beim Bau der einzelnen Fermenter übereinander können eingesunkene Bereiche einzeln durch die darüber liegenden Walzen nachgefüllt und der Produktstock ausgeglichen werden, so dass ein ständig komplett gefüllter Vergasungsbereich, bei maximaler Raumnutzung, gewährleistet werden kann. Um den Verteilvorgang zu optimieren, können Füllstandsmesser die gleichmäßige Schütthöhe der Verarbeitungsprodukte überwachen und gegebenenfalls die Funktion der Verteilvorrichtung steuernd korrigieren.
Die Bearbeitung der Biomasse bzw. des Produkts erfolgt unter anderem durch die Zuführung gasförmiger Medien durch den Behälterboden. Gasförmiges Medium kann dabei je nach Art und Zustand der Verarbeitungsprodukte und Ziel der Bearbeitung bloße Frischluft, Kühl- oder Heizluft, ein Trocknungs- oder Befeuchtungsmedium oder ein Begasungsmittel sein. Zu dessen Zuführung durch den Behälterboden ist eine Zuführeinrichtung vorgesehen. Zudem können Bindemittel, Stoffe, Bakterien, Flüssigkeiten, auch mit Mikroorganismen, der Biomasse bzw. dem Produkt zugeführt werden, die den Fermentationsvorgang günstig beeinflussen. Die Zuführung kann von oben/unten oder auch direkt in den Produktstock erfolgen, ggf. auch schon während der Befüllung. Bei der Zuführung von staubhaltigem Gas, wie Rauchgas oder Gasgemischen agiert die darüberliegende Produktschicht als ständig erneuerbarer Filter (regenerativer Partikel/Staubfilter, oder auch als Rauchgasfilter mit nichtbrennbaren Filterprodukten verwendbar).
Um die verschiedenen Bearbeitungsvorgänge in dem Behälter sachgerecht überwachen und steuern zu können, sind entsprechende Sensoren und/oder Messgeräte in dem Behälter, insbesondere auch im Bereich des Behälter-zwischen-bodens und im Bereich der Abförderung vorgesehen. Mit ihnen kann beispielsweise bestimmt werden, ob die für eine Fermentation oder eine Rotte erforderliche Arbeitstemperatur eingehalten ist (die Vorrichtung kann thermophil oder mesophil betrieben werden) oder der erwünschte Trocknungs- oder Feuchtegrad des Gutes erreicht ist.
Dies ist nicht nur von Bedeutung, um etwa auftretende Abweichungen von der erwünschten Bearbeitungstemperatur korrigieren zu können. Die Messdaten haben Bedeutung vor allem auch, wenn - wie erfindungsgemäß weiter vorgesehen - die Vorrichtung eine Vorrichtung zur erneuten Zuführung der ausgetragenen Biomasse bzw. des Produkts zu dem Behälter aufweist. Denn eine solche Vorrichtung zur erneuten Zuführung dient vorrangig dem Zweck, noch nicht ausreichend ausgegaste oder gerottetete Biomasse noch einmal durch die Anlage laufen zu lassen, wozu es der Bestimmung ihres Zustandes bedarf. Die Vorrichtung zur Abförderung des ausgetragenen Gutes arbeitet dann zweckmäßigerweise mit einer solchen Biomasse - Rezirku- lationseinrichtung zusammen.
Insbesondere bei der Verwendung der Vorrichtung zur Fermentation ist es nötig, den Behälter und/oder weitere Teile der Vorrichtung oder die Gesamtvorrichtung im Wesentlichen oder gänzlich gasdicht zu konstruieren bzw. auszulegen. Dies gilt in erster Linie für den Behälter selbst, wenn eine anaerobe Fermentation vorgesehen ist oder er als Partikelfilter eingesetzt wird. Des- wegen, aber auch um die bei der Bearbeitung anfallenden Umwelt- und insbesondere klimaschädlichen Partikel, Gase und üble Gerüche aufzufangen, können aber auch andere Teile der Vorrichtung oder die gesamte Vorrichtung gasdicht ausgelegt, d.h. entworfen sein. Der Behälter/Fermenter kann als Ganzes oder in Teilabschnitten (z.B. 1 3) unter Druck gehalten werden, um die Austrittrichtung des auftretenden Gases innerhalb des Fermenters nach oben hin zur Absauganlage zu unterstützen bzw. den Fermentationsvorgang zu optimieren und die Gasausbeute zu erhöhen.
Dies gilt natürlich in besonderem Maße, wenn die Bearbeitung zur Gasgewinnung stattfindet, weil es sich dann von selbst versteht, dass das anfallende Gas nicht in die Umwelt entlassen, sondern aufgefangen und zum weiteren Gebrauch abgeleitet wird z.B. für Gasöfen, BHKW - Wärme- und Stromgewinnung, Gasmotoren, Gaseinspeisung.
Die gasdichte Auslegung kommt insbesondere für die obere Einrichtung zur Zuführung der Biomasse bzw. des Produkts in Betracht, weil andernfalls Umgebungsluft durch die Zuführeinrich- tung in den Behälter gelangen und dort beispielsweise die Fermentation stören oder das anfallende Gas verfälschen könnte.
Ähnliches gilt aber für die Vorrichtung zur Abförderung der ausgetragenen Biomasse bzw. des Produkts, zumal sie wegen der zwangsläufig gasdurchlässigen Austragsvorrichtung in einer recht unmittelbaren Verbindung zum Behälter steht.
Deshalb ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung im Bereich der Zuführungsund/oder im Bereich der Abförderungseinrichtung gasdichte Schleusen aufweist. Diese gasdichten Schleusen können als Kammer- oder Zellradschleuse oder, beispielsweise im Bereich der Abförderung, als gasdichte Förderschnecke ausgestaltet sein und können beispielsweise zur Abführung von Umgebungsluft oder schädlichen Gasen mittels Unterdrucks evakuierbar sein. Um die Fermentation und/oder die Rotte in Gang zu setzen, durchzuführen und/oder zu beschleunigen, sind erfindungsgemäß Einrichtungen zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen zu der Biomasse vorgesehen. Diese Einrichtungen zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen sollen insbesondere im oberen Bereich des Behälters und/oder bereits in der gasdichten Schleuse der oberen Einrichtung zur Zuführung der Biomasse bzw. des Produkts angeordnet sein. Sie sind erfindungsgemäß so ausgelegt, dass sie die kontinuierlich eingetragene Biomasse bzw. das Produkt kontinuierlich mit fermentations- und/oder rottefördernder oder bindenden Substanzen (Perkolat) besprühen. Schon dadurch wird eine möglichst gleichmäßige Benetzung der Biomasse und damit eine durchgängig gleichmäßige Fermentation oder Rotte sichergestellt.
Bei der vorgesehenen Bearbeitung der Biomassen werden - je nach deren Konsistenz - Flüssigkeiten und/oder fermentations- und/oder rottefördernde Substanzen anfallen, die nicht in der Anlage oder in der Biomasse bzw. im Produkt verbleiben und nicht in die Umwelt entsorgt werden sollen. Deshalb ist erfindungsgemäß mindestens eine Einrichtung zum Auffangen, Sammeln und Abführen solcher anfallender Substanzen vorgesehen.
Um in der fermentierten Biomasse bzw. im Produkt verbliebene Prozessflüssigkeit, etwa das Perkolat, aber auch sonstige Feuchtigkeit, aus der Masse zu entfernen, kann die Biomasse in der Austragseinrichtung, beispielsweise mittels einer für die Abförderung verwendeten Schneckenpresse, abgepresst werden. Dabei kann die Prozessflüssigkeit und das Restgas anaerob während der Entnahme aufgefangen und wieder erhitzt/gekühlt und/oder rückgeführt/abgeleitet werden.
Die rückgewonnenen Substanzen können dann entweder umweltgerecht entsorgt oder - etwa wenn es sich um wiederverwendbare fermentations- und/oder rottefördernden Substanzen handelt - mittels einer Einrichtung zum Wiederaufbereiten, insbesondere zum Reinigen und Aufheizen und/oder zum erneuten Zuführen zu den Verarbeitungsprodukten wieder zugeführt werden.
Dabei kann vor allem auch die zwischenzeitliche Wiederaufheizung dazu beitragen, dass die bei der Rotte oder Fermentation erwünschte Arbeitstemperatur eingehalten wird.
Hierfür kann freilich erfindungsgemäß ergänzend auch eine eigene Einrichtung zum Kühlen und/oder zum Heizen der Biomasse vorgesehen sein. Das Aufheizen der Biomasse kann dabei unter anderem auch dem Hygienisieren/Entkeimen der Biomasse dienen.
Um zu gewährleisten, dass die Bearbeitung der Produkte, sei es die Fermentation oder die Rot- te, sich möglichst gleichmäßig und vollständig vollzieht, insbesondere bei der kontinuierlichen Bearbeitung im vorgesehenen Durchlauf oder der vorgesehenen Zahl von Durchläufen durch den oder die Behälter, abgeschlossen wird, ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Durchmischen der Biomasse bzw. des Produkts vorgesehen. Diese unterstützt dann die Mischeffekte, die auch bereits - wie beschrieben - durch eine entsprechende Steuerung der Walzen des Be- hälterbodens bewirkt werden. Sie unterstützt die gleichmäßige Fermentation oder Rotte dadurch, dass die Biomasse bzw. das Produkt aufgelockert und die die Fermentation oder die Rotte unterstützenden Substanzen möglichst gleichmäßig in der Biomasse verteilt werden. Ein Durchmischen der Biomasse kommt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. beim mit dieser realisierten Verfahren also insbesondere im Bereich der Austragseinrichtung zum Tragen. Für das Durchmischen innerhalb des Fermenters können Durchmischungswellen, welche quer durch den Fermenter in senkrechter oder horizontaler Richtung verlaufen, oder auch ein starkes Rührwerk vorgesehen werden. Die Durchmischbarkeit ist auch abhängig von der Größe des Fermenters/Behälters und der Stückigkeit des Produktes. Eine wesentliche Einrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Einrichtung zum Auffangen, Sammeln und Entsorgen oder zur Weiterverwertung der bei der Fermentation und/oder der Nachrotte und/oder der Intensivrotte anfallenden Gase. Sie wird meist auch dann erforderlich sein, wenn es nur um die Verhinderung des Entweichens anfallender umweltschädlicher oder übelriechender Partikel, also um den Umweltschutz geht. Funktionswesentlich ist sie aller- dings, wenn der Anlagebetrieb gerade der Gewinnung solcher Gase dient. Weitere Einrichtungen können zum Beispiel die Gasqualität und -menge, die Temperatur, den Druck im Behälter messen.
Der Behälter kann aus Stahl oder aus Beton oder einem anderen Material hergestellt sein. Es können für die einzelnen Bereiche auch unterschiedliche Materialien zum Einsatz kommen. Der Behälter kann modular derart aufgebaut sein, dass er in seiner Größe den Bedürfnissen im Einzelfall angepasst werden kann. Dies gilt vor allem auch, wenn die Bearbeitungsschritte, etwa die Fermentation und die Nach- oder Intensivrotte nacheinander in mehreren verschiedenen Behältern durchgeführt werden sollen und etwa die einzelnen Schritte Behälter unterschiedlicher Ka- pazität erfordern. Aus Gründen der Platzersparnis können beispielsweise in einem solchen Falle auch mehrere Behälter inklusive einem oder mehreren Austragesystemen übereinander und/oder nebeneinander installiert werden. Die Behälter bzw. die Vorrichtung/Vorrichtungen insgesamt können zur Energieersparnis isoliert oder als Wärmetauscher so gestaltet sein, dass die Prozesswärme genutzt werden kann. Zudem können die Behälter und/oder auch die Behälterwände beheizt oder gekühlt werden. Werden in einem Behälter mehrere Austragesysteme installiert, dienen die Walzen im Behälter nicht nur der Durchmischung, sondern insbesondere der Prozessoptimierung, z.B. dem Durchmischen des Produktes vor weiterem Perkolatauftrag etc.. Zudem wird das Produkt geringer verdichtet und der Gasaustrag wird gesteigert, da die Angriffsfläche für die Mikroorganismen sich erhöht und das Gas leichter aus dem Produktstock austreten kann. Werden die einzelnen Behälter übereinander angeordnet, wird nur eine Befüll- und Entleerungsvorrichtung benötigt, da das Produkt von einem Behälter direkt von unten abgetragen, durchmischt und aufgelockert in den darunter liegenden Behälter fällt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Verfahren zum Fermentieren und/oder zur Nachrotte und/oder zur Intensivrotte von Verarbeitungsprodukten, insbesondere Biomasse vorgesehen, bei dem die Biomasse kontinuierlich einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben zugeführt, dabei gegebenenfalls mit einer fermentations- und/oder rottefördernden Substanz angereichert und nach Durchlaufen des Behälters kontinuierlich nach unten ausgetragen und aus der Vorrichtung abgefördert wird.
Dabei kann das Verfahren erfindungsgemäß in der Weise ausgestaltet sein, dass das Verarbeitungsprodukt die erfindungsgemäße Vorrichtung zu seiner Fermentation und/oder Nachrotte und/oder Intensivrotte wiederholt durchläuft. Stattdessen kann vorgesehen sein, dass die das Verarbeitungsprodukt zur weiteren Fermentation und/oder zur Nachrotte und/oder zur Intensivrotte nacheinander eigenen entsprechend ausgelegten, erfindungsgemäßen Vorrichtungen zugeführt wird. Die einzelnen Vorrichtung/en inklusive der Austragseinrichtung/en zur Fermentation können dabei nacheinander in Reihe oder übereinander konstruiert sein, so dass in einem kontinuierlichem Ablauf die Vergä- rung/Fermentation (anaerob) in einer oder mehreren Stufen erfolgen kann. In der gleichen und/oder anschließenden Baueinheit/Vorrichtung kann das Produkt von einem anaeroben (Vergärung) in einen gezielten aeroben Zustand (Kompostierung) übergeführt werden. Es handelt sich hierbei um eine anschließende Vorrotte, Intensivrotte und/oder Nachrotte. Die Biomasse wird/kann im Behälter solange kompostiert (werden), bis der Emissionsaustritt (Gase) abgeschlossen ist bzw. eine umweltfreundliche Nachkompostierung im Freien möglich ist. Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass anfallende Gase aufgefangen und verwendet oder umweltunschädlich, insbesondere unter Vermeidung klimaschädlicher Emissionen und/oder störender Geruchsbildung entsorgt/genutzt (Strom/Wärme) werden. Vorzugsweise wird das ge- wonnene Gas als Energieträger aufbereitet und/oder direkt zur Energieerzeugung (Strom- und/oder Wärmeerzeugung) verwendet. Die Prozesswärme der Stromgewinnung kann auch zum Erwärmen der Fermentations- und/oder Rottebehälter/Biomasse/Perkolat genutzt werden. Andernfalls wird das gewonnene und/oder aufbereitete Gas in spezifische Gasleitungen oder Vorhaltebehälter eingespeist oder für andere Prozesse verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass als schwerfließende Biomasse beispielsweise Mais, Gras, Frischgetreide, oder Sonnenblumen, nachwachsende Rohstoffe NawaRo, insbesondere deren Halmgut, gegebenenfalls auch als Silage, Holzhackschnitzel, Mist aus Viehhaltung sowie andere organische Rückstände, Nebenprodukte und/ oder Haushalts- und industrielle Abfälle einzeln oder in Mischungen verwendet werden.
Ein weiterer Einsatzbereich wäre die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung als kontinuierlich/diskontinuierlicher regenerativer Filter, in dem Biomasse oder Industrieprodukte staub- oder partikelbesetzte Gase reinigen. Das beaufschlagte Gut wird kontinuierlich oder dis- kontinuierlich ausgetragen, das zu reinigende Gas wird durch das Produkt gesogen/geblasen und dabei gereinigt. Der Schwerpunkt liegt hier auf der Reinigung des Gases und das Produkt im Behälter ist der Filter.
Bei Anwendung als Geruchsfilter/ Biofilter, Aroma- oder Staubfilter kommt mit Staub belastete Luft von unten in den Fermenter, wird im Gegenzug durch das Filtermedium gedrückt, oder gesaugt, um Staubanteile aus der Luft in das Filtermedium zu filtrieren. Luft mit schädlichen oder geruchsbelästigenden Aromen wird also von unten in den Fermenter/Behälter eingeblasen.
Die Luft/Gase (kalt bis heiß) durchströmen ein entsprechendes Filtermedium (... Tonkugeln, Fasern, Granulate, Holzhackschnitzel usw.). Die Luft/Gase werden am oberen Ende, frei von Gerüchen oder Emissionen, ausgeleitet. Ein zusätzlicher Reinigungseffekt im Filterprodukt könnte durch das Aufsprühen von flüssigen oder pulvrigen Bindemitteln erfolgen, um die anhaftende Geruchsbelastung von oben nach unten abzuwaschen. Die Walzen verhindern wiederum, dass sich Brücken oder Pfropfen bilden; stark belastetes Filtermaterial kann ausgetragen, auf- bereitet und/oder entsorgt werden. Auch Brand unterdrückende Zuschlagstoffe können eingebracht werden. Neues Filtermedium wird immer frisch von oben aufgebracht. So arbeitet der Partikel/Geruchsfilter unterbrechungsfrei (kontinuierlich).
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 : die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer einfachsten Ausgestaltung;
Figur 2: die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 mit einer Einrichtung 10 zur AbFörderung der ausgetragenen Biomasse;
Figur 3: die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 mit einer anderen Einrichtung 10 zur Abförderung ausgetragener Biomasse, einer gasdichten Schleuse im Bereich der Zuführung 3 für die Biomasse sowie einer Einrichtung 13 zur Zuführung eines gasförmigen Mediums;
Figur 4: die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 bis 3 mit weiteren funktionswichtigen Einrichtungen; und
Figuren 5 - 8: verschiedene Gestaltungen der Walzen 4a - f und ihrer Vorsprünge 6.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in ihrer einfachsten Ausgestaltung mit Behälter 1 mit Seitenwänden 2, mit einer oberen Einrichtung 3 zum Zuführen der Biomasse und einer unteren Einrichtung 4 zum Austrag der Biomasse, die als aus drehbaren, mit Vorsprüngen 6 versehenen Walzen 4 a - f gebildeter Behälterboden 5 ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 mit einer Einrichtung 10 zur Abförderung des ausgetragenen Gutes. Die Einrichtung zur Abförderung ist hier als Förderband 10 mit/oder Förderschnecke, Rutsche, Schub- oder Kratzboden ausgebildet.
Figur 3 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 oder 2 mit Behälter 1 mit Seitenwänden 2 mit einer als gasdichte Schleuse 16 ausgebildeten oberen Einrichtung 3 zum Zuführen der Biomasse, einer unteren Einrichtung 4 zum Austrag der Verarbeitungsprodukte, die als aus drehbaren, mit Vorsprüngen 6 (Dornen, Leisten, Lamellen 7 bzw. Messern 8) versehenen Walzen 4 a - f gebildeter Behälterboden 5 ausgebildet ist, einer hier als Förderschnecke 10 ausgebildeten Einrichtung 10 zur Abförderung des ausgetragenen Gutes, einer Einrichtung 13 zur Zuführung eines gasförmigen Mediums bzw. einer Einrichtung 20 zum Kühlen und/oder Heizen der Biomasse sowie einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen von Flüssigkeiten.
Figur 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Figur 1 oder 2 mit Behälter 1 mit Seitenwänden 2, mit einem aus drehbaren Walzen 4 a - f gebildeten, zugleich als Einrichtung 21 zum Mischen der Biomasse einsetzbaren Behälter-zwischen-boden 5, bei dem die Walzen 4 a - f mit Vorsprüngen 6 versehen sind, die als Dornen 7a, Leisten bzw. Lamellen 7b oder Messer 8 ausgebildet sind, wobei die Walzen 4a - f und/oder die Vorsprünge 6 Luftdurchlässe 9 aufweisen. Die Vorrichtung weist eine hier als Förderschnecke 10 ausgebildete Einrichtung 10 zur Abförde- rung des ausgetragenen Gutes auf, eine Einrichtung 1 1 , 21 zur Erzeugung einer gleichmäßigen Schütthöhe und zum Durchmischen der einzutragenden Biomasse, Füllstandssensoren 12, eine Einrichtungl 3 zur Zuführung eines gasförmigen Mediums sowie Messgeräte 14 zur Bestimmung des Feuchtegrades der Biomasse im Behälter 1 in der Nähe des Behälterbodens 4 sowie im Bereich der Vorrichtung 10 zur Abförderung des ausgetragenen Gutes auf. Weiter sind eine Einrichtung 15 zur wiederholten Zuführung der abgeförderten Verarbeitungsprodukte zum Behälter 1 , eine Einrichtung 17 zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen, eine Einrichtung 18 zum Sammeln und Abführen von Flüssigkeiten, eine Einrichtung 19 zur Wiederaufbereitung und erneuten Zuführung der fermentations- und/oder rottefördernden Substanzen, Einrichtungen 20 zum Kühlen und/oder zum Heizen der Biomasse, Einrichtungen 21 zum Durchmischen der Biomasse sowie eine Einrichtung 22 zum Auffangen, Sammeln und Entsorgen oder zur Ableitung zur Weiterverwertung anfallenden Gases angedeutet. Lediglich angedeutet ist auch der mögliche Aufbau des Behälters aus Modulen 23, die etwa in Ringform aufeinander setzbar ausgebildet sein können. Wie oben beschrieben können die einzelnen Behälter in Größe und in der Anzahl der Walzensysteme variieren; die Behälter kön- nen nebeneinander, aufeinander und als Ring aufgestellt werden (im Kreis).
Zur Vorrotte kann die Biomasse im Behälter vom anaeroben in den aeroben Bereich gesteuert überführt werden. Das heißt die Biomasse kann vom zu vergärendem Produkt, mit dem Ziel der Gasgewinnung, bei nachlassenden Gaserträgen in ein zu kompostierendes Produkt, mit dem Ziel der Kompostgewinnung, gezielt überführt werden. Das aufbereitete Produkt wird als Blumenerde oder als Dünger/Substrat abgegeben. Als weitere Option wird der Aufbereitungspro- zess nach dem anaeroben Prozess abgebrochen und das Produkt kann zu Brennstoff (Energieträger) aufbereitet oder entsorgt werden. Figuren 5 - 8 zeigen verschiedene Gestaltungen der Walzen 4 a - f und ihrer Vorsprünge 6. Im Einzelnen:
Figur 5 zeigt eine der Walzen 4 a - f mit abschnittsweise unterbrochenen Lamellen 7b bzw. Messern 8 mit Luftdurchlässen 9 zum Durchlass des gasförmigen Mediums 14. Die Lamellen 7b können nutzbar gemacht werden, wenn die Vorrichtung im Stillstand eine möglichst große Lagerfläche für die aufliegenden Verarbeitungsprodukte bilden soll. Messer 8 können vorgesehen sein, um beim Austrag durch den Boden zugleich - wenn dies für die weitere Verwendung sinn- voll ist - ein Zerkleinerung der aufliegenden Masse vornehmen zu können. Die Luftdurchlässe 9 sind sinnvoll, wenn die übrigen Durchlässe zwischen den Walzen 4 a - f bzw. zwischen deren Lamellen 7b oder Messern 8 nicht genug lichte Fläche für den Durchlass von Bearbeitungsmedien wie etwa Trocknungsluft oder Flüssigkeiten bieten.
Figur 6 zeigt eine der Walzen 4a - f mit durchgehenden Lamellen 7 bzw. Messern 8 mit Luftdurchlässen 9 zum Durchlass eines gasförmigen oder flüssigen Mediums. Die Ausgestaltung der Lamellen 7b als Durchgehende, in ihrer Längsrichtung Ununterbrochene kann sinnvoll sein, wenn es um die Bearbeitung von kleinteiliger Produkten, etwa von Körnerware oder Granulaten geht, bei der die Walzen im Stillstand eine möglichst geschlossene Fläche bilden sollen. Dann sind andererseits die Luft- und Flüssigkeitsdurchlässe 9 zum Durchlass gasförmiger Medien besonders bedeutsam. Dabei kann für kleinkörnige Produkte die Lochung in der Größe entsprechend variieren. Figur 7 zeigt eine der Walzen 4a - f mit durchgehenden, in radialer Richtung der Walze 4a - f gebogenen Lamellen 7 bzw. Messern 8. Sie ermöglichen etwa einen besonders schonenden Austrag der Biomasse.
Figur 8 zeigt eine der Walzen 4a - f mit über ihren Umfang verteilten Dornen 7a als Vorsprünge 6. Diese Konfiguration kommt besonders bei grob strukturierten Produkten wie etwa Halmgut, Styropor, Schaum in Betracht, das durch eine solche - an sich recht durchlässige - Struktur hinreichend gehalten wird. Sie hat dann den Vorteil, dass sie für die Bearbeitung erforderliche gasförmige Medien besonders gut durchlässt.
Hinsichtlich der Bauweise sind verschiedene Ausführungen denkbar. Vorzugsweise wird der Fermenter oder Lagerbehälter als Metallbau mit einer an der Außenwand befindlichen Wärmeisolation bereitgestellt. Die Behälterwände sind doppelwandig und können zudem beheizt/gekühlt werden. Als Alternative ist auch ein variables Modulbausystem, welches in Größe und Form den Wünschen des Käufers angepasst werden kann denkbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren weisen u.a. folgende Vorteile auf:
■ Kontinuierliches Verfahren, keine Betriebsunterbrechungszeiten ■ Luftdichtes System, dadurch nur geringe bis keine klimarelevanten
Emissionen
■ effektive Raumauslastung, dadurch geringe Investitionskosten und geringer Platzbedarf
■ Gleichmäßiger Betriebsablauf: bei nicht durchmischten Reaktoren wird die Ausgasung durch unregelmäßige Zersetzung durch Zonenbildung, hervorgerufen durch zu hohe oder zu niedrige Produktbefeuchtung, behindert.
■ Gleichmäßiger Produktionsprozess und hohe Gasausbeute
■ Durch Modulbau ist die Anlage mobil, d.h. sie kann leichter versetzt oder an einem anderen Ort montiert werden.
■ Das Hygienisieren von Produkten ist möglich
■ Nachrotte erfolgt im geschlossenen System unter Nutzung der
Restgaserträge
■ Gleichmäßige Beimpfung des Produktstocks beim Eintrag und während des Vergärungsprozesses möglich
■ Weiter Einflussnahme während der Vergärung oder Nachrotte durch
temperierte Zugabe des Perkolats/Flüssigkeiten, Bindemittel
■ Stabile Bauweise und Unempfindlichkeit des Austragssystems bei
Störstoffen
■ Weitere Einflussnahme durch partielles Impfen im Produktstock möglich
■ Durchmischen des Produktes während der Vergärung, dadurch ist eine gleichmäßige Vergärung mit einem hohen Wirkungsgrad, bei höherer und gleichmäßiger Gasausbeute und kürzeren Bearbeitungszeiten, möglich
■ Energieeffizienter Betrieb durch das kontinuierliche Verfahren: An- und Abfahren bei der Befüllung, Umschichtung und Entleerung entfallen.
■ Metall- oder Fertigmodulbauweise oder in Kombination mit einer
Betonbauweise möglich
■ Gute Entwässerung des Materials auch während der Bearbeitung, da überschüssiges Perkolat nach unten ablaufen kann bzw. aufgefangen wird, dadurch sind die Gärreststoffe auch nach der Fermentation stapelfähig
■ nahezu keine Wärmeverluste durch allseitige Isolierung
■ Störstoffe, wie Folien, Hölzer, Sand können problemlos mitbehandelt und ausgetragen werden
■ Durch die aktive„Nachrotte" im Fermenter ist die Verweilzeit relativ kurz und die Gärreste können direkt anschließend mechanisch entwässert, mit der überschüssigen Produktionswärme getrocknet und zu einem lagerfähigen Brennstoff oder Dünger verdichtet werden. Dadurch reduzieren sich auch die Investitionskosten, wenn keine Nachrottetunnels oder Nachrottehallen gebaut werden müssen.
■ Beschickung und Entnahme kann ohne Risiken für die Beschäftigten jederzeit erfolgen
■ Das System muss nicht zur Entnahme oder Befüllung belüftet werden ■ Partikel, die während der Durchströmung gebunden werden, können abgereinigt oder mit ausgetragenen werden
■ Entflammbarkeit bei brennbaren Filtermaterialen/Produkten in heißen Gasen können durch Zugaben unterbunden werden.
Bezugszeichen:
1 Behälter
2 Seitenwände
3 Obere Einrichtung zum Zuführen der Biomasse
4 Untere Einrichtung zum Austrag der Biomasse
4 a - f Walzen
5 Behälterboden/Behälterzwischenboden
6 Vorsprünge
7a Dorne
7b Leisten bzw. Lamellen
8 Messer
9 Luftdurchlässe
10 Einrichtung zur Abförderung ausgetragenen Gutes/Förderband/Förderschnecke
1 1 Einrichtung zur Erzeugung einer gleichmäßigen Schütthöhe und zur Befüllung der
Anlage
12 Füllstandssensor
13 Einrichtung zur Zuführung eines gasförmigen Mediums
14 Einrichtung zur Bestimmung von Temperatur und/oder Feuchtegehalt (Messgerät)
15 Einrichtung zur wiederholten Zuführung der abgeförderten Biomasse
16 Gasdichte Schleuse
17 Einrichtungen zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen
18 Einrichtung zum Sammeln und Abführen von Flüssigkeiten
19 Einrichtung zur Wiederaufbereitung und erneuten Zuführung der fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen
20 Einrichtung zum Kühlen und/oder Heizen der Biomasse
21 Einrichtung zum Durchmischen der Biomasse
22 Einrichtung zum Auffangen, Sammeln und Entsorgen oder zur Weiterverwertung anfallenden Gases
23 Modularer Aufbau
24 Vorrichtung zum Abzug und zur Messung der Menge und Qualität des produzierten
Biogases
25, 26 Zusatzleisten für leichtfließende oder rieselfähige Produkte

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung zum Fermentieren und/oder zur Nach- und/oder Intensivrotte von leichtfließen- den, schwerfließenden bzw. nichtfließenden oder rieselfähigen Verarbeitungsprodukten, insbesondere Biomasse, bestehend aus einem Behälter (1 ) mit Seitenwänden (2), einer oberen Einrichtung (3) zur Zuführung des Verarbeitungsprodukts und einer unteren Austragseinrichtung (4) mit beweglichen Elementen zum Austrag des Verarbeitungsprodukts, die den Boden (5) bzw. einen Zwischenboden (5) des Behälters (1 ) bildet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die untere Einrichtung (4) zum Austrag des Verarbeitungsprodukts aus einer Vielzahl von drehbaren Walzen (4a - f) mit Vorsprüngen (6) besteht.
3. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch Zusatzleisten (25,26) unterhalb der Walzen (4a -f) zur Bearbeitung leichtfließender oder rieselfähiger Verarbeitungsprodukte.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (6) beim Ver- drehen der Walzen (4a - f) miteinander kämmen, insbesondere als Dorne (7a), Leisten bzw.
Lamellen (7b) oder als Messer (8) ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (4a - f) und/oder die Vorsprünge (6) Luftdurchlässe (9) aufweisen.
6. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen und/oder einzelne Walzen und/oder Gruppen von Walzen rechts- und/oder linksdrehend, pulsierend, auch unter Wechsel der Drehrichtung, auch paarweise gegeneinander drehend steuerbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Behälterboden (5) bzw. dem Behälterzwischenboden (5) eine Einrichtung (10) zur Abförde- rung des durch den Behälterboden (5) bzw. Behälterzwischenboden (5) ausgetragenen Ver- arbeitungsprodukts vorgesehen ist, insbesondere dass die Einrichtung (10) zur Abförderung des ausgetragenen Gutes mindestens ein Förderer, ein Förderband oder mindestens eine Förderschnecke oder eine Rutsche ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1 1 ) zum Erzeugen einer gleichmäßigen Schütthöhe des Verarbeitungsprodukts in dem Behälter (1 ), welche insbesondere mindestens einen Füllstandssensor (12) zur Überwachung der gleichmäßigen Schütthöhe des Verarbeitungsprodukts in dem Behälter aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (13) zur Zuführung eines gasförmigen Mediums zum Behälter (1 ) durch den Behälter-zwischen- boden (5), insbesondere welches ein Belüftungsmittel und/oder ein Mittel zum Begasen, Entgasen und/ oder Befeuchten und/oder zum Trocknen und/oder zum Kühlen und/oder zum Erwärmen des Verarbeitungsprodukts ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung (14) zur Bestimmung der Temperatur und/oder des Feuchtegrades des Verarbeitungsprodukts im Behälter (1 ) im Bereich des Behälter- zwischen-bodens (5) und/oder im Bereich der Vorrichtung (10) zur Abförderung des Gutes und/oder durch eine Einrichtung (15) zur wiederholten Zuführung des ausgetragenen Verarbeitungsprodukts zum Behälter (1 )-
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum Abzug und zur Messung der Menge und Qualität des produzierten Biogases im oberen und/oder unteren Bereich des Behälters
12. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1 ) und/oder weitere Teile der Vorrichtung oder die Gesamtvorrichtung im Wesentlichen oder gänzlich gasdicht sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die obere Einrichtung (3) zur Zuführung des Verarbeitungsprodukts und/oder die Einrichtung (10) zur Abförderung des ausgetragenen Verarbeitungsprodukts eine gasdichte Schleuse (16) aufweist, insbesondere welche eine Kammer- oder Zellradschleuse oder eine gasdichte För- derschnecke ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (17) zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen zu dem Verarbeitungsprodukt, insbesondere welche zur Zuführung fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen im oberen Bereich des Behälters (1 ) und/oder im oberen Bereich bzw. oberen Berei- chen der Schütthöhe des Verarbeitungsprodukts und/oder in der gasdichten Schleuse (16) der oberen Einrichtung (3) zur Zuführung des Verarbeitungsprodukts angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Einrichtung (18) zum Auffangen, Sammeln und Abführen anfallender Flüssigkeiten und/oder fermentations- und/oder rottefördernder Substanzen und/oder mindestens eine Einrichtung (19) zum Wiederaufbereiten, insbesondere zum Reinigen und Aufheizen, und/oder zum erneuten Zuführen der fermentations- und/oder rottefördernden Substanzen zu dem Verarbeitungsprodukt.
16. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (20) zum Kühlen und/oder zum Heizen des Verarbeitungsprodukts und/oder eine Einrichtung (21 ) zum Durchmischen des Verarbeitungsprodukts und/oder eine Einrichtung (22) zum Auffangen, Sammeln und Entsorgen/Ableiten oder zur Weiterverwertung der bei der Fermentation und/oder der Nachrotte und/oder der Intensivrotte anfallenden Gase.
17. Vorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1 ) aus Stahl, aus Beton, gegebenenfalls auch modular aufgebaut und/oder isoliert ist und /oder beheizbar oder kühlbar ist.
18. Verfahren zum Fermentieren und/oder zur Nachrotte und/oder zur Intensivrotte von leichtfließenden, schwerfließenden bzw. nichtfließenden oder rieselfähigen Verarbeitungsprodukten, insbesondere Biomasse, bei dem das Verarbeitungsprodukt kontinuierlich einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 - 17 von oben zugeführt, dabei gegebenenfalls mit einer fermentations- und/oder rottefördernden Substanz angereichert wird und nach Durchlaufen des Behälters (1 ) kontinuierlich unten ausgetragen und aus der Vorrichtung abgefördert wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verarbeitungsprodukt die Vorrichtung nach Ansprüchen 1 - 17 wiederholt durchläuft, insbesondere dass das Verarbeitungsprodukt mindestens einer weiteren Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1 - 17 zur weiteren Fermentation und/oder zur Nachrotte und/oder zur Intensivrotte zugeführt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Vorrich- tung/en inklusive der Austragseinrichtung/en zur Fermentation nebeneinander in Reihe oder übereinander aufgestellt werden, so dass in einem kontinuierlichem Ablauf die Vergärung/Fermentation (anaerob) in einer oder mehreren Stufen erfolgt und in der gleichen und/oder anschließenden Baueinheit/Vorrichtung das Produkt von einem anaeroben (Vergärung) in einen gezielten aeroben Zustand (Kompostierung) übergeführt werden kann.
21 . Verfahren nach Ansprüchen 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass anfallende Gase aufgefangen und verwendet oder umweltunschädlich, insbesondere unter Vermeidung klimaschädlicher Emissionen und/oder störender Geruchsbildung, entsorgt bzw. weiterverarbeitet werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 - 21 , dadurch gekennzeichnet, dass als Verarbeitungsprodukt schwerfließende Biomasse wie Mais, Gras, Frischgetreide, Mist aus Tierhaltung, nachwachsende Rohstoffe oder Sonnenblumen, insbesondere deren Halmgut, gegebenenfalls auch als Silage, sowie andere organische Rückstände, Nebenprodukte und/ oder Haushalts- und industrielle Abfälle einzeln oder in Mischungen verwendet werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 -22, dadurch gekennzeichnet, dass gasförmige Medien durch das Verarbeitungsprodukt geleitet und gefiltert werden.
24. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -17 als kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Biofilter zur Reinigung staub- oder partikelbesetzter Gase.
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