Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mischen von nicht pumpfähiger Biomasse mit einer Flüssigkeit zu einem Substrat, welches insbesondere für eine Biogasanlage vorgesehen ist, umfassend mindestens eine Mischkammer mit mindestens einem ersten Einlass für die nicht pumpfähige Biomasse sowie mindestens einem zweiten Einlass für die Flüssigkeit und umfassend mindestens einen Auslass für das Substrat und mit mindestens einer Fördereinrichtung zum Fördern der nicht pumpfähigen Biomasse und der Flüssigkeit in die Mischkammer sowie zum Fördern des Substrats aus dem Auslass.

Mit solchen Vorrichtungen soll nicht pumpfähige Biomasse mit flüssigen Subtraten, z.B. Fermenterinhalt, Rezirkulat oder Filtrat aus einer Biogasanlage bzw. Gülle oder Abwässer, vor dem Einbringen in einen Gärbehälter der Biogasanlage in einem kontinuierlichen Prozess vermengt werden. Die nicht pumpfähige Biomasse kann beispielsweise Silage oder ähnliches sein. Das Einbringen von Flüssigkeit in eine solche Biomasse hat den Vorteil, dass das gemischte, dann flüssige Substrat mittels einer oder mehrerer Pumpen in unterschiedliche Behälter, z.B. Gärbehälter, gefördert werden kann. Durch die Verwendung von Pumpen besteht im Vergleich zu einem Schneckeneintragssystem, das an einen bestimmten Behälter gebunden ist, die Möglichkeit, z.B. im Falle einer Revision eines Fermenters, die Biogasanlage durch eine„Fütterung" des Nachgärers weiter in Betrieb zu halten. Auch ist es mit einem solchen System mit Pumpenantrieb möglich, mehrere Fermenter zu beschicken. Zudem verbessert sich die mikrobiologische Abbaubarkeit und der Rühraufwand im Gärbehälter kann reduziert werden.

Ein Problem besteht dabei darin, dass sich in der nicht pumpfahigen Biomasse Störstoffe befinden können, wie beispielsweise Steine, Schrauben, Holz- oder Kunststoffteile etc. Bei derartigen Systemen eingesetzte Pumpen müssen vor einem

BESTÄTIGUNGSKOPIE Schaden durch solche Störstoffe geschützt werden. Hierzu ist aus DE 20 2009 013 404 Ul bekannt, einen Flüssigeintrag mit nur einer Pumpe vorzusehen, wobei die Pumpe störstoffarmes Substrat aus einem Behälter fördert und die Biomasse druckseitig mit dem Substrat in einer Vorrichtung vermengt wird und von dort in den Fermenter eingespült wird. Ein ähnliches System ist aus DE 102 52 527 B4 bekannt. Für derartige Systeme wird ein druckfestes System benötigt. Nachteilig ist, dass Störstoffe aus der Biomasse ebenfalls in der Vorrichtung vermengt werden und über den Massenstrom in die Pumpleitungen gefördert werden. Dort können Sie zu Verstopfungen der Leitungen bzw. zu Schäden oder Blockierungen an Rohrleitungseinbauten, Armaturen oder an Fördersystemen der nachfolgenden Anlagen führen. Zudem müssen die Störstoffe nach einiger Zeit durch eine Revision aus dem Behälter entfernt werden um das Nutzvolumen des Behälters zu erhalten und die Pumpen und Leitungen der Biogasanlage zu schützen. Dies führt zu erheblichen Kosten bedingt durch den Stillstand und das Wiederanfahren der Anlage.

Aus WO 2007/104386 AI, EP 1 541 239 AI oder DE 91 07 622 Ul ist ein Separieren von Störstoffen durch Sedimentation bekannt. Bei der aus WO 2007/104386 AI bekannten Vorrichtung wird einem als geschlossenen Behälter ausgebildeten Feststoffabscheider einerseits Grobsuspension mittels eines Schneckenförderers zugeführt. Andererseits wird über eine Druckpumpe Flüssigkeit zugeführt. In dem geschlossenen Behälter des Feststoffabscheiders ist weiterhin eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Schneidsieb vorgesehen. Der Zerkleinerer wirkt auf die in den Behälter eingebrachte Suspension mit ihren schwimmfähigen organischen Teilen ein, so dass diese zerkleinert in einen Fermenter einer Biogasanlage verbracht werden können soll. Dabei ist eine Schleuseneinrichtung am Boden des Behälters vorgesehen, in der sich durch Sedimentation in der Suspension befindliche Störstoffe, wie Steine, sammeln sollen. Von der Schleuseneinrichtung gelangen die Störstoffe dann in einen Störstoffauffangbehälter.

Heute verwendete Gärsubstrate weisen allerdings einen vergleichsweise hohen Trockensubstanzgehalt von beispielsweise mehr als 8 % auf. Durch die Vermengung mit Biomasse entstehen hohe Viskositäten. Dadurch ist ein sicheres Abseparieren von Störstoffen durch Sedimentation nicht immer möglich. Vielmehr werden auch Störstoffe, die eine größere Dichte als das zu fördernde Substrat aufweisen nicht mehr durch Absinken separiert, sondern mit dem Massenstrom transportiert. Dies führt wiederum zu Problemen bei pumpenbasierten Fördersystemen und beim Einsatz von Zerkleinerern, wie in WO 2007/104386 AI beschrieben. Insbesondere kommt es zu einem erhöhten Verschleiß der Schneiden des Zerkleinerers und zu einem Blockieren des Zerkleinerers durch Störstoffe. Solche Störstoffe können z.B. durch Lagerung der Silage in die Biomasse gelangen oder aus Teilen einer Abdeckung (Sandsäcke, Folien, Bänder/Spanngurte) oder des Transportmittels (Förderbandteile, Greifzangenteile, etc.) stammen. Außerdem beinhaltet Biomasse aus der Tierhaltung, z.B. Festmist oder Gülle, vermehrt Störstoffe wie beispielsweise Steine, Knochen, Hölzer, Metalle, Kunststoffe (Folien, Gurte, Halsbänder) oder Gummiteile. Es besteht ein Bedarf für ein verschleißarmes und zuverlässiges System, mit dem solche Störstoffe auch aus hochviskosen flüssigen Substraten sicher separiert werden können.

Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche auch bei Auftreten von größeren Störstoffen keine Beeinträchtigung erfährt. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch, dass in der Mischkammer eine Misch- und Separiereinrichtung zum Mischen der Biomasse mit der Flüssigkeit und zum Separieren von Störstoffen aus dem Substrat angeordnet ist und, dass die Vorrichtung eine Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern des aus der Biomasse und der Flüssigkeit gemischten Substrats umfasst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann Teil einer Biogasanlage sein, die einen oder mehrere Gärbehälter umfasst, in dem bzw. in denen das Substrat unter Entstehung von Biogas vergärt. Die Erfindung betrifft auch eine solche Biogasanlage. Die zugeführte Flüssigkeit kann aus einem Gärbehälter der Biogasanlage stammendes Substrat sein. Die Flüssigkeit kann aber auch aus einem separaten Behälter oder aus anderer Quelle stammen. Die nicht pumpfähige Biomasse stammt z.B. aus einem Vorratsbehälter.

Dabei kann bei der Vorrichtung neben einer an sich bekannten Zerkleinerungseinrichtung eine Auflockerungseinrichtung zum Auflockern der in die Mischkammer geförderten Biomasse in der Mischkammer angeordnet sein. Darüber hinaus ist in der Mischkammer eine Misch- und Separiereinrichtung zum Mischen der Biomasse mit der zugefuhrten Flüssigkeit und zum Separieren von Störstoffen aus dem gemischten Substrat angeordnet. Die Anordnung der Auflockerungseinrichtung und der Mischeinrichtung kann derart sein, dass in die Mischkammer geförderte Biomasse zuerst die Auflockerungseinrichtung durchläuft und dort aufgelockert wird und anschließend die Misch- und Separiereinrichtung durchläuft, wo die eigentliche Vermengung mit der Flüssigkeit erfolgt. Die Zerkleinerungseinrichtung ist der Mischeinrichtung und gegebenenfalls der Auflockerungseinrichtung in Förderrichtung der Biomasse bzw. des Substrats bevorzugt nachgeschaltet. Die Zerkleinerung des gegebenenfalls bereits aufgelockerten und gemischten Substrats durch die Zerkleinerungseinrichtung erfolgt dann effektiver als beim Stand der Technik. Die Zerkleinerungseinrichtung kann in der Mischkammer oder auch außerhalb der Mischkammer angeordnet sein. Sie weist insbesondere in an sich bekannter Weise mindestens eine Schneideinrichtung zum Zerschneiden der Biomasse auf. Da erfindungsgemäß der Zerkleinerungseinrichtung jedoch die Misch- und Separiereinrichtung und gegebenenfalls eine Auflockerungseinrichtung vorgeordnet sind, ist die Zerkleinerungseinrichtung im Betrieb geringeren Belastungen ausgesetzt. Das auf die Zerkleinerungseinrichtung treffende Substrat ist bereits durch die Auflockerungseinrichtung aufgelockert bzw. bei langfaseriger Biomasse aufgefasert bzw. entfasert worden. Die derart aufgelockerte bzw. entfaserte Biomasse kann dann besonders effektiv mit der Flüssigkeit vermengt werden. Auf die Zerkleinerungseinrichtung trifft entsprechend ein vergleichsweise homogenes Substrat. Darüber hinaus können mittels der Misch- und Separiereinrichtung und der Auflockerungseinrichtung bereits in der Biomasse enthaltene Störstoffe, wie Steine, Holz-, Stahl- oder Kunststoffteile oder ähnliches entfernt werden, so dass diese im der Zerkleinerungseinrichtung zugeführten gemischten Substrat nicht mehr enthalten sind. Damit können auch Beschädigungen der Zerkleinerungseinrichtung bzw. einer nachgeordneten Förderpumpe sicher vermieden werden.

Bei einer Ausgestaltung kann die Mischeinrichtung mindestens einen mittels eines Drehantriebs drehbar in der Mischkammer antreibbaren Mischflügel umfassen. Ein solcher Mischflügel bzw. ein solches Mischpaddel kann beispielsweise vor einer Auslassöffnung der Mischkammer für das Substrat angeordnet sein und vorzugsweise im Zuge seiner Drehung die Austrittsöffnung vollständig überstreichen. Auf diese Weise erfolgt eine besonders effektive Durchmischung des zugeführten Feststoffs und der zugeführten Flüssigkeit. Der Mischflügel bzw. das Mischpaddel erzeugt dabei ein hohes Maß an Verwirbelungen und radialen Strömungen, die eine besonders effektive Mischung ermöglichen. Durch die Drehbewegung der Mischeinrichtung können Störstoffe von der Austrittsöffnung der Mischkammer weg nach außen geschleudert oder gedrückt werden, so dass diese die nachfolgende Zerkleinerungseinrichtung nicht beschädigen können.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Auflockerungseinrichtung eine sich in die Mischkammer erstreckende, mittels eines Drehantriebs drehend antreibbare Antriebswelle und mehrere sich in unterschiedlichen axialen Positionen von der Antriebswelle radial nach außen erstreckende Auflockerungsarme bzw. Auflockerungsflügel aufweist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Mischflügel und/oder die Auflockerungseinrichtung und/oder die Zerkleinerungseinrichtung über eine gemeinsame Antriebswelle und einen gemeinsamen Drehantrieb drehend antreibbar sind. Die Auflockerungseinrichtung hat erfindungsgemäß insbesondere keine schneidende Wirkung. Sie besitzt also keine Schneide(n) und Gegenschneide(n), wie dies bei Zerkleinerungseinrichtungen vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße Auflockerungseinrichtung kann nach dieser Ausgestaltung in Form einer Haspel ausgebildet sein. Über die Welle der Auflockerungseinrichtung dreht sich die Auflockerungseinrichtung ebenfalls in der Mischkammer. Sofern die Auflockerungseinrichtung mehrere radial auf der Welle angeordnete Auflockerungsarme bzw. Auflockerungsflügel aufweist, besitzen diese in Flüssigkeit einen geringen Rotationswiderstand, lockern jedoch feste Biomasseverbände besonders effektiv auf bzw. fasern verfilzte langfaserige Biomasse auf. Insbesondere zerlegen die Auflockerungsflügel die Biomasse dabei in einzelne Halme ohne eine schneidende Wirkung auszuüben. Die einzelnen Flügel können z.B. in gegenüberliegenden Pärchen nacheinander auf der Welle montiert sein, beispielsweise als um 120° versetzte Dreierpaarungen oder schneckenförmig um die Welle herum montiert sein.

Die Mischkammer kann nach einer weiteren Ausgestaltung einen Ruheraum aufweisen, in den in die Mischkammer geförderte Störstoffe befördert werden. Wie eingangs erwähnt, werden von der Auflockerungseinrichtung und/oder der Mischeinrichtung Störstoffe von der Austrittsöffnung der Mischkammer fern gehalten. Damit diese nicht wiederholt in den Mischprozess und damit den Massenstrom gelangen, und dann erneut von der Mischeinrichtung erfasst werden, ist gemäß dieser Ausgestaltung ein Ruheraum vorgesehen. In diesen Ruheraum werden die Störstoffe beispielsweise von dem sich drehenden Mischflügel und/oder von der sich ebenfalls drehenden Auflockerungseinrichtung geschleudert bzw. gedrückt. Der Ruheraum kann dann beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen entleert werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Fördereinrichtung mindestens einen in einer mit der ersten Einlassöffnung verbundenen ersten Zuführleitung vorgesehenen Schneckenantrieb und/oder mindestens eine in einer mit der zweiten Einlassöffnung verbundenen zweiten Zuführleitung vorgesehene Zuförderpumpe und/oder mindestens eine in einer mit der Auslassöffnung verbundenen Abführleitung angeordnete Abförderpumpe umfasst. Die Zuführ- und Abfuhrleitungen können Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. einer erfindungsgemäßen Biogasanlage sein. Gleiches gilt für die entsprechenden Antriebe bzw. Einlass- und Auslassöffnungen. Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mindestens einen Drucksensor umfasst, der den Druck in der Mischkammer misst und, dass sie mindestens eine Regeleinrichtung umfasst, an der die Messwerte des Drucksensors anliegen und die dazu ausgebildet ist, die Zuförderpumpe und/oder die AbfÖrderpumpe so anzusteuern, dass der von dem Drucksensor gemessene Druck einem vorgegebenen Sollwert möglichst nahe kommt. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, bei einem Überschreiten des Sollwerts um einen vorgegebenen Grenzwert die Zuförderung von Biomasse und/oder Flüssigkeit in die Mischkammer zu unterbrechen und/oder die Pumprichtung der mindestens einen Pumpe umzukehren und/oder eine Notabschaltung der Vorrichtung vorzunehmen.

Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein offenes oder geschlossenes System sein. Ein geschlossenes System ist gegenüber der Umgebung dicht, so dass Geruchsemissionen vollständig vermieden werden können. Sofern es sich um ein offenes Systems handelt, besteht eine Verbindung zur Umgebung, beispielsweise über ein Steigrohr oder ähnliches. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung über eine offene Steigleitung mit der Atmosphäre verbunden ist, wobei mindestens eine Steigleitungsmesseinrichtung vorgesehen ist, die einen Füllstand der Steigleitung und/oder einen hydrostatischen Druck in der Steigleitung misst und, dass eine Regeleinrichtung vorgesehen ist, an der die Messwerte der Steigleitungsmesseinrichtung anliegen und die dazu ausgebildet ist, die Zuförderpumpe und/oder die AbfÖrderpumpe so anzusteuern, dass der Füllstand und/oder der hydrostatische Druck in der Steigleitung konstant gehalten wird.

Mit den vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung kann die Mischvorrichtung zum einen als geschlossenes System mit Unter- oder Überdruck oder drucklos betrieben werden, d.h. der Druck in der Mischkammer bzw. eines gegebenenfalls vorgesehenen zweiten Raums ist gleich dem Atmosphärendruck. Bei einem Betrieb mit Unterdruck werden die zu mischenden Komponenten bzw. das gemischte Substrat entsprechend durch das erfindungsgemäße Kammersystem hindurch gesaugt. Bei einem Betrieb im Überdruck werden die Komponenten bzw. das gemischte Substrat entsprechend durch das Kammersystem hindurch gedrückt. Für einen Betrieb im Überdruck ist es möglich, zwei Pumpen einzusetzen, nämlich eine Zuführpumpe und eine Abführpumpe, die nach Druck geregelt oder ungeregelt betrieben werden. Es ist ebenfalls denkbar, den Betrieb im Überdruck mit nur einer zufördernden Pumpe zu betreiben. Soll die Mischvorrichtung dagegen drucklos oder mit Unterdruck in der Mischkammer betrieben werden, kann der Druck in der Mischkammer über eine zu- und abfordernde Pumpe oder beispielsweise nur über eine abfördernde Pumpe geregelt werden. Im ersteren Fall ist ein druckloser Betrieb möglich. Dies hat den Vorteil, dass das Material nicht in die Kammer hineingesaugt bzw. aus der Kammer herausgepresst wird. Im letzteren Fall ist ein Betrieb im Unterdruck möglich. In beiden Fällen muss allerdings mindestens eine Pumpe saugseitig nach der Auflockerung bzw. Störstoffsabscheidung zum Einsatz kommen.

Für den Betrieb als offenes System müssen dagegen mindestens zwei Pumpen zum Zu- und Abfordern zum Einsatz kommen. Vorteilhaft ist dabei, die Öffnung zur Umgebung bzw. Atmosphäre in Strömrichtung nach der Auflockerung bzw. der Störstoffabscheidung zu installieren. Auf diese Weise kann die zufördernde Pumpe die Druckverluste für die Auflockerung bzw. Störstoffabscheidung überwinden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mindestens eine Antriebsmesseinrichtung umfasst, die die elektrische Strom-, Spannungs- und/oder Leistungsaufnahme eines Drehantriebs der Mischeinrichtung und/oder der Auflockerungseinrichtung misst und, dass die Vorrichtung mindestens eine Regeleinrichtung umfasst, an der die Messwerte der Antriebsmesseinrichtung anliegen, wobei die Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts durch die Messwerte des Drehantriebs eine Mischrichtung der Mischeinrichtung umzukehren.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Mischkammer über einen Spalt, vorzugsweise einen ringförmigen Spalt, mit einem zweiten Raum, beispielsweise einer zweiten Kammer, verbunden sein, der die Austrittsöffnung aufweist und in den das Substrat aus der Mischkammer gelangt. Die Mischkammer und der zweite Raum können über eine kreisförmige Öffnung miteinander verbunden sein, wobei in der Mischkammer oder dem zweiten Raum ein in oder an der kreisförmigen Öffnung angeordneter ebenfalls kreisförmiger Teller vorgesehen ist, der einen ringförmigen Spalt begrenzt. Weiterhin kann ein Drehantrieb vorgesehen sein, mit dem der Teller drehend antreibbar ist.

Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei Drucksensoren umfasst, von denen mindestens einer den Druck in Mischkammer und mindestens einer den Druck in dem zweiten Raum misst und, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens eine Regeleinrichtung umfasst, an der die Messwerte beider Drucksensoren anliegen, wobei die Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, aus den Messwerten die Druckdifferenz zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum zu ermitteln und bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts durch die ermittelte Druckdifferenz die Pumprichtung der mindestens einen Pumpe umzukehren.

Es kann weiterhin ein gemeinsamer Drehantrieb und gegebenenfalls eine gemeinsame Antriebswelle für die Mischeinrichtung, die Auflockerungseinrichtung und den Teller vorgesehen sein. Möglich ist auch, dass der gemeinsame Antrieb bzw. die gemeinsame Antriebswelle auch für die Zerkleinerungseinrichtung genutzt wird. Bei den vorgenannten Ausgestaltungen werden die zu mischenden Komponenten aus Feststoff und Flüssigkeit zunächst in die Mischkammer befördert, wo sie durch die Auflockerungseinrichtung aufgelockert und die Mischeinrichtung zu dem Substrat vermengt werden. Durch die Fördereinrichtung wird das Gemisch dann durch den Spalt in den zweiten Raum gefördert Insbesondere wenn die Misch- und/oder die Auflockerungs- und Zerkleinerungseinrichtung über eine gemeinsame Antriebseinrichtung angetrieben werden, kann der Spalt auch durch ein Schneidsieb der Zerkleinerungseinrichtung ersetzt werden. Der Spalt oder das Sieb halten in dem Substratgemisch noch enthaltene Störstoffe, wie beispielsweise Steine, Kunststoffoder Holzteile oder ähnliches sicher zurück, so dass diese nicht in den zweiten Raum gelangen können. Die Störstoffe stammen in der Regel aus der nicht pumpfähigen Biomasse, als dem Feststoffeintrag. Das gemischte Substrat kann erfindungsgemäß von der Fördereinrichtung zuverlässig aus dem zweiten Raum in einen Gärbehälter der Biogasanlage gefördert werden. Eine gegebenenfalls abströmseitig zu dem zweiten Raum angeordnete Pumpe wird sicher vor Beschädigungen geschützt. Gleichzeitig ist die vorgenannte Doppelkammerausbildung mit einem Spalt verschleißarm und robust.

Der kreisförmige Teller kann beispielsweise mit seinem Rand und/oder seiner der kreisförmigen Öffnung zugewandten Seite den Ringspalt begrenzen. Die Antriebseinrichtung und im Übrigen auch gegebenenfalls bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiterhin vorgesehene Antriebseinrichtungen können Elektromotoren aufweisen. Vorliegend kann der Elektromotor den Teller über eine geeignete Antriebswelle rotierend antreiben. Der Teller kann dabei in der kreisförmigen Öffnung zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum angeordnet sein und einen etwas geringeren Durchmesser als die Öffnung besitzen. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Teller einen größeren Durchmesser als die Öffnung oder den gleichen Durchmesser wie die Öffnung aufweist und vor oder hinter der Öffnung angeordnet ist. Der Ringspalt wird über einen definierten Abstand des Tellerrands zu der Wand zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum definiert. Weiter ist es dann möglich, dass auf der Telleroberfläche zunächst der mindestens eine Mischflügel der Mischeinrichtung angeordnet ist und oberhalb des mindestens einen Mischflügels die Auflockerungseinrichtung angeordnet ist. Insbesondere fuhren die sich radial von der Antriebswelle erstreckenden Auflockerungsarme bzw. Flügel der Auflockerungseinrichtung dann zunächst zu einer Auflockerung bzw. Entfaserung der nicht pumpfähigen Biomasse, so dass diese anschließend von dem mindestens einen Mischflügel besonders effektiv mit der Flüssigkeit vermengt werden kann.

Weiterhin kann mindestens eine Räumeinrichtung zum Entfernen von Störstoffen aus dem Bereich des Spaltes vorgesehen sein. Die Räumeinrichtung kann vor, hinter oder in dem Spalt angeordnet sein. Sie kann insbesondere vor, hinter oder in dem Spalt drehbar sein und dabei den Spalt überstreichen. Die Räumeinrichtung dreht sich dabei insbesondere in der Trennebene zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum oder in einer dazu parallelen Ebene. Die Räumeinrichtung kann weiterhin mindestens einen sich von dem den Spalt begrenzenden Rand des Tellers radial nach außen erstreckenden Vorsprung aufweisen. Auch ist es denkbar, dass die Räumeinrichtung mindestens einen sich von dem Rand der kreisförmigen Öffnung zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum in die kreisförmige Öffnung erstreckenden Vorsprung aufweist. Die Räumeinrichtung dient zum Entfernen von Störstoffen aus dem Bereich des Spaltes. Werden Misch- und/oder die Auflockerungs- und Zerkleinerungseinrichtung über eine gemeinsame Antriebseinrichtung angetrieben kann ein Schneidsieb über die Schneiden der Zerkleinerungseinrichtung geräumt werden. Sofern der Teller einen geringeren Durchmesser als die kreisförmige Öffnung aufweist und in der Öffnung angeordnet ist, kann der Räumer sich stirnseitig von der Lauffläche des Tellers in den Spalt erstrecken oder auf der Vorder- bzw. Rückseite des Tellers sich über dem Spalt drehen. Sofern der Teller dagegen vor bzw. hinter der kreisförmigen Öffnung mit einem Außendurchmesser größer oder gleich dem Durchmesser der kreisförmigen Öffnung angeordnet ist, kann der Räumer als Läufer in, vor oder hinter dem Spalt montiert sein. Der mindestens eine Räumer kann auch an der Öffnung zwischen der Mischkammer und dem zweiten Raum als Vorsprung angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Räumeinrichtung stellt sicher, dass der Spalt nicht durch Störstoffe oder Klumpen verstopfen kann. Vielmehr kann das Substratgemisch jederzeit ungehindert durch den Spalt in den zweiten Raum gelangen. Die Räumeinrichtung hat dabei vorzugsweise keine schneidende Wirkung.

Der zweite Raum kann auch durch einen Pumpenraum für eine Abförderpumpe oder durch eine Abförderleitung, also dem Raum, in dem die Druckdifferenz über die Pumpe erzeugt wird, gebildet sein. Der zweite Raum kann in diesem Fall direkt den Einlass der Pumpe bilden. Insbesondere kann der zweite Raum auch über einen Teller vor der Rückwand der Mischkammer, bevorzugt mit direkter Öffnung zu einer Abförderleitung bzw. Abförderpumpe und/oder einem Antrieb des Tellers über die Pumpenwelle gebildet sein. Der Teller kann auch eine gewölbte Form besitzen (z.B. Klöpperboden oder Korbbodenform). Eine solche Form kann sich als strömungsgünstig erweisen, beispielsweise wenn der Teller vor der Rückwand der Mischkammer angeordnet ist. Der Teller und/oder der Mischflügel und/oder die Auflockerungseinrichtung und/oder die Räumeinrichtung einerseits und die Abförderpumpe andererseits können über eine gemeinsame Antriebswelle und einen gemeinsamen Antrieb angetrieben werden. Außerdem können der Mischflügel und/oder die Auflockerungseinrichtung und/oder die Zerkleinerungseinrichtung über eine gemeinsame Antriebswelle und einen gemeinsamen Drehantrieb drehend antreibbar sein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Figur 2 ein Detail der Vorrichtung aus Figur 1 in einer Draufsicht,

Figur 3 das Detail aus Figur 2 in einer Seitenansicht,

Figur 4 ein weiteres Detail der Vorrichtung aus Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht,

Figur 5 das Detail aus Figur 4 in einer Seitenansicht,

Figur 6 das Detail aus Figur 4 in einer Frontansicht,

Figur 7 ein weiteres Detail der erfindungsgemäß Vorrichtung aus Figur 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel, und

Figur 8 ein Detail entsprechend Figur 7 nach einem weiteren

Ausführungsbeispiel.

Sofern nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, die vorliegend Teil einer Biogasanlage ist. Die Biogasanlage weist in dem gezeigten Beispiel zwei Gärbehälter 10, 12 auf. Der Behälter 10 ist über eine Förderleitung 14 mit einem Ventil 16 verbunden. An einem zweiten Eingang des Ventils 16 ist eine weitere Förderleitung 18 angeschlossen, die mit einem Zusatzbehälter 20 verbunden ist. Abströmseitig ist das Ventil 16 mit einer Zuführleitung 22 verbunden, in der sich eine Zuführpumpe 24 befindet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Mischkammer als erste Kammer 26 und einen mit dieser über eine kreisförmige Öffnung verbundenen zweiten Raum 28 als zweite Kammer 28 auf. Die Zuführleitung 22 mündet an einem Einlass 23 in die erste Kammer 26. Außerdem mündet an einem zweiten Einlass 29 die erste Kammer 26 in eine zweite Zuführleitung 30, die an ihrem Eingang mit einem Vorratsbehälter 32 für nicht pumpfähige Biomasse als Feststoffeintrag verbunden ist. In dem Zusatzbehälter 20 befindet sich dagegen eine Flüssigkeit. In dem Gärbehälter 10 und im Übrigen auch dem Gärbehälter 12 befindet sich Flüssigsubstrat für die Biogaserzeugung. Die zweite Kammer 28 besitzt eine Auslassöffhung 34 an die sich eine Abführleitung 36 anschließt. Über ein Ventil 38 verzweigt die Abfuhrleitung 36 in eine erste Abführleitung 40 in den Gärbehälter 10 und eine zweite Abführleitung 42 in den Gärbehälter 12. In der Abführleitung 36 befindet sich eine Abführpumpe 44.

Im Betrieb wird der ersten Kammer 26 zum einen nicht pumpfähige Biomasse aus dem Vorratsbehälter 32 zugeführt. Zum anderen wird der ersten Kammer 26 Flüssigkeit, gefördert durch die Zufuhrpumpe 24, aus dem Vorratsbehälter 20 und/oder dem Gärbehälter 10 zugeführt. In der ersten Kammer 26 werden die Biomasse und die Flüssigkeit miteinander vermengt, wie dies weiter unten näher erläutert wird. Das so gemischte Substrat gelangt durch die Verbindungsöffnung aus der ersten Kammer 26 in die zweite Kammer 28. Aus der zweiten Kammer 28 wird das gemischte Substrat, gefördert durch die Abfuhrpumpe 44, durch die Abführleitungen 36 und 40 bzw. 42 in den Gärbehälter 10 und/oder den Gärbehälter 12 gefördert. Dabei können nicht näher dargestellte Drucksensoren für die erste und/oder zweite Kammer und eine Regeleinrichtung vorgesehen sein, mit der die erfindungsgemäße Vorrichtung druckgeregelt werden kann. Wie oben erläutert, kann die Vorrichtung ein offenes oder geschlossenes System sein. Sie kann dabei drucklos bzw. mit Unter- oder Überdruck betrieben werden.

In den Figuren 2 und 3 ist ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus Figur 1 gezeigt. Insbesondere ist dort ein in oder an der kreisförmigen Öffnung zwischen der ersten und zweiten Kammer 26, 28 angeordneter kreisförmiger Teller 46 zu erkennen. Der Teller 46 ist mittels eines in den Figuren 2 und 3 nicht näher dargestellten Drehantriebs über eine Antriebswelle 48 drehend antreibbar. Mit seinem Rand 50 begrenzt der Teller 46 einen Ringspalt gegenüber der kreisförmigen Öffnung. Die erste und zweite Kammer 26, 28 sind folglich über diesen Ringspalt miteinander verbunden. Auf der im eingebauten Zustand der ersten Kammer 26 zugewandten Seite des Tellers 46 ist in dem dargestellten Beispiel ein Mischflügel 52 auf diesem angeordnet. Der Mischflügel 52 erstreckt sich im Wesentlichen über den gesamten Durchmesser des Tellers 46. Er dreht sich bei einer Drehung des Tellers 46 mit diesem. Außerdem sind an der Außenseite des Tellers 46 zwei radiale Vorsprünge 54 zu erkennen. Die radialen Vorsprünge 54 bilden Räumer einer Räumeinrichtung, die in dem ringförmigen Spalt sich festsetzende Störstoffe, wie Steine, Kunststoff- oder Holzteile oder Ähnliches aus dem Spalt entfernen. Im Betrieb wird der Teller 46 drehend in der kreisförmigen Öffnung zwischen der ersten und der zweiten Kammer 26, 28 angetrieben. Der Mischflügel 52 führt dabei zu einer Mischung der nicht pumpfähigen Biomasse mit dem Flüssigeintrag. Das so gemischte Substrat kann anschließend durch den Ringspalt aus der ersten Kammer 26 in die zweite Kammer 28 eintreten. Der Ringspalt wird dabei von den Räumern 54 jederzeit freigehalten.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein weiteres Detail der Vorrichtung aus Figur 1 dargestellt. Insbesondere ist in den Figuren 4 bis 6 eine erfindungsgemäße Auflockerungseinrichtung gezeigt. Die Auflockerungseinrichtung besitzt mehrere auf einer Welle 56 verteilt angeordnete und sich in radialer Richtung erstreckende Auflockerungsarme bzw. Auflockerungsflügel 58. An dem stirnseitigen Ende der Welle 56 ist außerdem ein weiterer senkrecht zur Längsachse der Welle 56 verlaufender Auflockerungsarm 60 angeordnet. Die Auflockerungseinrichtung der Figuren 4 bis 6 kann in geeigneter Weise auf dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Teller 46 mit dem Mischflügel 52 angeordnet sein. Insbesondere kann die Welle 48 des Tellers 46 mit der Welle 56 der Auflockerungseinrichtung verbunden oder einstückig ausgebildet sein. Entsprechend wird im Betrieb auch die Auflockerungseinrichtung um die Welle 56 drehend angetrieben. Folglich drehen sich auch die Auflockerungsflügel 58 in der ersten Kammer 26. Sie fuhren zu einer Auflockerung bzw. Zerfaserung der nicht pumpfahigen Biomasse bevor diese in die Mischeinrichtung mit dem Mischflügel 52 eintritt. Dadurch kann die Durchmischung der Biomasse mit der Flüssigkeit verbessert werden. In dem gezeigten Beispiel sind die Auflockerungsarme 58 in Axialrichtung der Welle 56 zueinander versetzt angeordnet und in gleichen Winkelabständen über den Umfang der Welle 56 verteilt, wie beispielsweise in Figur 6 zu erkennen. An dem Spalt zurückgehaltene Störstoffe werden durch die Auflockerungseinrichtung und oder die Mischeinrichtung in einen nicht näher dargestellten Ruheraum der ersten Kammer 26 befördert.

Die Anordnung des Tellers 46 mit dem Mischflügel 52 und der Auflockerungseinrichtung ist in den Detaildarstellungen der Figuren 7 und 8 zu erkennen. In diesen Detaildarstellungen ist auch die Antriebseinrichtung für die Antriebswellen 48 bzw. 56 zu erkennen. In dem gezeigten Beispiel weist die Antriebseinrichtung einen Elektromotor 62 und ein Getriebe 64 auf. In beiden Ausführungsbeispielen nach den Figuren 7 und 8 ist eine Abforderpumpe 44 zum Abfordern, des Substrats aus der zweiten Kammer 28 über die Austrittsöffnung 36 vorgesehen, die über einen Elektromotor 66 und ein Getriebe 68 angetrieben wird, in beiden Fällen ist die Pumpe 44 einschließlich ihres Antriebs 66, 68 außerhalb der Kammer 28 und in der Abführleitung 36 angeordnet. Darüber hinaus ist in beiden Ausfuhrungsbeispielen nach den Figuren 7 und 8 zu erkennen, dass die Mischeinrichtung mit dem Mischflügel 52 und die Auflockerungseinrichtung mit der Welle 56 und den Aufiockerungsarmen bzw. -flügeln 58 über den gemeinsamen Elektromotor 62, das Getriebe 64 und die Welle 48 drehend angetrieben werden. Die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 7 und 8 unterscheiden sich allerdings hinsichtlich der Anordnung der Zerkleinerungseinrichtung 70. Eine solche Zerkleinerungseinrichtung 70 ist in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt, obgleich sie dort natürlich ebenfalls vorgesehen ist. Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 7 ist die erste Kammer 26 mit der zweiten Kammer 28 durch eine kreisförmige Öffnung 72 verbunden, in der der auf der Welle 48 und über diese drehend angetriebene Drehteller 46 angeordnet ist. Der Drehteller 46 besitzt einen etwas geringeren Durchmesser als die Öffnung 72, so dass er den ringförmigen Spalt 74 begrenzt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist der Zerkleinerer 70 außerhalb der ersten und zweiten Kammer 26, 28 und nach der Abführleitung 36 angeordnet. Der Zerkleinerer 70 wird über einen separaten Elektromotor 76 und ein zugeordnetes Getriebe 78 angetrieben. Das von dem Zerkleinerer 70 zerkleinerte Substrat gelangt anschließend zu der Abfbrderpumpe 44, die das Substrat beispielsweise in einen der Gärbehälter 10, 12 fördert.

Bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 8 ist der Zerkleinerer 70 hingegen in der zweiten Kammer 28 angeordnet. Er wird ebenfalls über die Welle 48 und den Elektromotor 62 einschließlich Getriebe 64 gemeinsam mit dem Mischflügel 52 und der Auflockerungseinrichtung mit den Auflockerungsflügeln 58 angetrieben. Dabei ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 allerdings kein separater Drehteller vorgesehen. Vielmehr wird der ringförmige Spalt 74 zwischen einer Vorderseite 80 des Zerkleinerers 70 und der kreisförmigen Öffnung 72 begrenzt. Auch kann der Spalt in diesem Fall durch ein Schneidsieb ersetzt sein. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann also ein gemeinsamer Antrieb für die Auflockerungseinrichtung, die Mischeinrichtung und die Zerkleinerungseinrichtung vorgesehen werden.