Modellierung des Biogasbildungsprozesses

Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über statische und dynamische Modelle zur Berechnung der Biogasproduktion in Abhängigkeit von Einflussfaktoren wie Substratzusammensetzung, Temperatur oder Ionengleichgewicht. Ausgewählte Modelle wurden in ACM programmiert und miteinander sowie mit Laborergebnissen und Daten aus der Praxis verglichen. Die wichtigsten Komponenten einer Biogasanlage wurden energetisch bilanziert. Betrachtet wurden z.B. die Wärmebilanz eines Fermenters, Stromverbrauch von Pumpen, Rührwerken oder verschiedener Einbringsysteme für Feststoffe. Für die Modellierung notwendige Stoffdaten wurden berechnet und teilweise experimentell ermittelt, wie die spezifische Wärmekapazität und der Brennwert. Mit der mathematischen Modellierung des Biogasbildungsprozesses steht Nutzern wie Planern und Anlagenbetreibern ein Werkzeug zur Verfügung, um neue Biogasanlagen auszulegen, geeignete Substrate und Substratmischungen auszuwählen, Verfahren und Ausführungen (z. B. Fermenterformen) zu vergleichen, Parameterstudien hinsichtlich der Optimierung von Biogasanlagen durchzuführen oder das Anlagenverhalten (z. B. Anfahrprozess, Stabilitätsprobleme, Lastwechsel) zu analysieren.