OPTI-METHAN Rechner

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Rechner zur Optimierung der Methanbildung in landwirtschaftlichen Biogasanlagen
(OPTI-METHAN)

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Der Opti-Methan Rechner ermöglicht eine Abschätzung der Methanbildung in den beheizten Prozessstufen einer Biogasanlage sowie im Gärrestlager in Abhängigkeit von Anlagen- und Prozessparametern. Er kann als Hilfsmittel für eine verbesserte Bewertung der Methanbildung bei der Konzipierung von Biogasanlagen oder als Instrument zur Optimierung der Prozessführung in bestehenden Anlagen verwendet werden.

Alle Nutzereingaben erfolgen lokal im Browserfenster ohne Übertragung an einen Server. Damit die Eingaben nach dem Schließen des Browsers nicht verloren gehen, sind das Speichern in lokale Dateien sowie das spätere Laden möglich. So kann auch schnell zwischen mehreren Eingabevarianten gewechselt werden.

Der Opti-Methan Rechner stellt zwei Berechnungsoptionen zur Verfügung:

1) Kenndaten und Optimierung einer bestehenden Biogasanlage

Basierend auf der Eingabe von Eingangsdaten zu Fermentervolumen, Substrateinsatz, Gasproduktion und Gärrestlagerung einer bestehenden Biogasanlage werden zunächst Prozesskenndaten der Anlage ausgegeben. Im Anschluss können Optimierungsrechnungen durchgeführt bzw. es kann die Änderung der Methanbildung bei Variation von Prozessparametern berechnet werden.

2) Abschätzung der Methanbildung in Abhängigkeit von Prozessparametern

Nach Angabe von Fermentervolumen bzw. Faulraumbelastung, Substrateinsatz und Gärrestlagerung kann die Methanbildung in den beheizten Prozessstufen einer Biogasanlage sowie die Methanbildung bei der Gärrestlagerung abgeschätzt werden.

(derzeit nicht verfügbar)

Eingabehilfe

Geben Sie hier das Arbeitsvolumen aller beheizten und gasdicht abgedeckten Gärbehälter (Fermenter, Nachgärer) an. Die folgenden Kenndaten berechnen sich jeweils auf das gesamte Arbeitsvolumen des temperierten und abgedeckten Fermenterraums.

A) Angaben zum temperierten und gasdicht abgedeckten Fermenterraum

**Liste Fermenter** (mindestens 1 Eintrag)
Nr.	Arbeitsvolumen (m³)	Temperatur (°C)	✓	Zeile entf

**Liste Nachgärer** (optional)
Nr.	Arbeitsvolumen (m³)	Temperatur (°C)	✓	Zeile entf

Eingabehilfe

Wählen Sie hier die der Biogasanlage zugeführten Substrate aus und geben Sie die durchschnittliche Zugabemenge je Substrat in Tonnen pro Tag an. Nach Auswahl eines Substrates werden Standardwerte für Trockenmassegehalt und organische Trockenmasse angezeigt. Da diese Werte für gleiche Substrate jedoch sehr unterschiedlich ausfallen können und einen großen Einfluss auf die Berechnung haben, wird empfohlen, hier eigene Messwerte je Substrat einzutragen, um die Genauigkeit der Berechnung zu erhöhen. Der Rechner nutzt weiterhin substratspezifische Standardwerte für Methanbildungspotenziale. Liegen betriebseigene Messungen des Methanpotenzials (Batch-Gärtest nach VDI 4630) für die Substrate vor, so können diese ebenfalls eingetragen und für die Berechnung genutzt werden.

B) Angaben zu Substraten und Eingangsstoffen

**Liste Substrate** (mindestens 1 Eintrag)
Nr.	Substrat / Eingangsstoff	TM-Gehalt (%)	oTM-Gehalt (% d. TM)	durchschn. Inputmasse pro Tag (t/d)	✓	oTM-Anteil an Mischung (% berechnet)	Methan- potenzial Messung	Methan- potenzial (L_NCH₄/kg oTM)	Zeile entf

Test

Eingabehilfe

Geben Sie hier die durchschnittliche tägliche Biogasproduktion als normiertes Volumen (Standardbedingungen: 0°C, 1 bar, trockenes Gas) sowie den mittleren Methangehalt im produzierten Biogas der Anlage an. Für die Berechnung der Methanbildung im Gärrestlager sind Angaben zur Lagertemperatur und Lagerdauer des Gärrestes notwendig.

C) Angaben zu Gasproduktion und Gärrestlagerung

Gasproduktion
täglich erzeugtes Biogasvolumen (m³_N/Tag)
mittlerer Methangehalt des Biogases (Vol-%)

Gärrestlagerung
mittlere Lagertemperatur (°C)
Lagerdauer (Tage)

Information

Basierend auf den angegebenen Anlagendaten werden Kennzahlen zu Prozessparametern und Methanbildung in den beheizten Prozessstufen der Biogasanlage (Fermenter & Nachgärer) und bei der Gärrestlagerung berechnet.

Kennzahlen des Prozesses / Anlagenbetriebes - aktuelle Istwerte

Kennzahl		Einheit
01	Substratzufuhr Frischmasse	t_FM/Tag
02	Substratzufuhr Trockenmasse	t_TM/Tag
03	Substratzufuhr organische Trockenmasse	t_oTM/Tag
04	mittlere Verweilzeit (Fermenter & Nachgärer)	d
05	Faulraumbelastung (Fermenter & Nachgärer)	kg_oTM/(m³_AV*d)
06	mittleres Methanpotenzial der Substratmischung	m_N³ CH₄/t_oTM
07	Methanausbeute Fermenter/Nachgärer (FM)	m_N³ CH₄/t_FM
08	Methanausbeute Fermenter/Nachgärer (oTM)	m_N³ CH₄/t_oTM
09	Ausnutzung des Methanpotenzials der Substratmischung	%
10	Methanproduktion	m_N³ CH₄/d
11	spezifische Methanproduktion	m_N³ CH₄/(m³_AV*d)
12	Reaktionsgeschwindigkeit	d^-1
13	im Fermenter/Nachgärer nicht umgesetztes Methanpotenzial	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
14	Masse Gärrest	t_FM/d
15	Restgaspotenzial Input (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
16	Restgaspotenzial Gärrest (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	m_N³ CH₄/t_{oTM Gärrest}
17	relatives Restgaspotenzial (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	% d. Methanproduktion
18	Methanbildung im Gärrestlager (oTM)	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
19	Methanbildung im Gärrestlager (FM)	m_N³ CH₄/t_{oTM Gärrest}

Information

Die Kenndaten bei aktuellem Anlagenbetrieb können im Folgenden optimiert werden. Wählen Sie hierzu bitte eine Zielgröße aus und legen Sie den Wert fest, der für diesen Zielparameter erreicht werden soll. Anschließend werden die Kenndaten bei geänderter Prozessführung entsprechend der vorgegebenen Zielgröße berechnet. Die angepassten Kenndaten können direkt mit den Kenndaten des aktuellen Anlagenbetriebes verglichen werden. Es kann nur jeweils eine Zielgröße angepasst werden.

Was soll optimiert werden?

Definition von Zielgrößen und -werten	Zielgröße	Einheit
Änderung des täglich erzeugten Methanvolumens	Methanproduktion	m_N³ CH₄/d
Änderung der Methanausbeute der Biogasanlage	Methanausbeute	m_N³ CH₄/t_oTM
Änderung der Ausnutzung des Methanpotenzials der Substrate	Substratausnutzung	%
Änderung der Faulraumbelastung	Faulraumbelastung	kg_oTM/(m³_AV*d)
Änderung der mittleren Verweilzeit	mittlere Verweilzeit	d
Änderung des relativen Restgaspotenzials	Restgaspotenzial	% d. Methanproduktion
Änderung der Lagerbedingungen im Gärrestlager	Lagertemperatur Lagerdauer	°C d

Information

optinfo

Kennzahlen des Prozesses / Anlagenbetriebes - Optimierung nach Zielgröße


Lagerdauer / d

Kennzahl		Einheit
01	Substratzufuhr Frischmasse	t_FM/Tag
02	Substratzufuhr Trockenmasse	t_TM/Tag
03	Substratzufuhr organische Trockenmasse	t_oTM/Tag
04	mittlere Verweilzeit (Fermenter & Nachgärer)	d
05	Faulraumbelastung (Fermenter & Nachgärer)	kg_oTM/(m³_AV*d)
06	mittleres Methanpotenzial der Substratmischung	m_N³ CH₄/t_oTM
07	Methanausbeute Fermenter/Nachgärer (FM)	m_N³ CH₄/t_FM
08	Methanausbeute Fermenter/Nachgärer (oTM)	m_N³ CH₄/t_oTM
09	Ausnutzung des Methanpotenzials der Substratmischung	%
10	Methanproduktion	m_N³CH₄/d
11	spezifische Methanproduktion	m_N³ CH₄/(m³_AV*d)
12	Reaktionsgeschwindigkeit	d^-1
13	im Fermenter/Nachgärer nicht umgesetztes Methanpotenzial	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
14	Masse Gärrest	t_FM/d
15	Restgaspotenzial Input (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
16	Restgaspotenzial Gärrest (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	m_N³ CH₄/t_{oTM Gärrest}
17	relatives Restgaspotenzial (Methanausbeute bei 20°C, 60 Tage)	% d. Methanproduktion
18	Methanbildung im Gärrestlager (oTM)	m_N³ CH₄/t_{oTM Input}
19	Methanbildung im Gärrestlager (FM)	m_N³ CH₄/t_{oTM Gärrest}

Alle Nutzereingaben können in einer lokalen JSON-Datei (JavaScript Object Notation) im Textformat auf Ihrem Computer gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder geladen werden. Es werden keine Cookies genutzt oder Daten an einen Server übertragen.

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