TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Biogasanlagen, insbesondere Biogasanlagen mit einem Pfropfenstromfermenter.

HINTERGRUND

EP 1 987 130 Bl offenbart einen liegenden Pfropfenstromfermenter zur Erzeugung von Biogas mit mehreren in Reihe geschalteten Reaktionsvolumenzellen (Rührzellen), die jeweils mit langsam laufenden Balkenrührwerken an Achsen senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Fermenters ausgestattet sind. Entstehen langzeitlich signifikante Mengen inerter Bodensedimente, so lassen Sie sich diese durch Drehrichtung des letzten Rührwerks entgegen dem Uhrzeigersinn in den Bereich des bodennahen Entnahmestutzens verlagern und gezielt aus dem Reaktor entnehmen.

ZUSAMMENFASSUNG

Bekannte Verfahren zur Optimierung des Betriebes einer Biogasanlage mit einem Pfropfenstromfermenter (nachfolgend auch kurz „Fermenter" bezeichnet) setzen typischerweise im Fermenter selbst an und versuchen, gewünschte Bedingungen durch Beeinflussung des Fermenterinhalts im Fermenter zu optimieren. Bei Pfropfenstromfermentern kann speziell in einer Inbetriebnahmephase, bei abrupten jahreszeitlichen Veränderungen, aber auch bei nicht optimaler Betriebsführung des Fermenters ein Abfördern von Störstoffen aus dem Fermenter problematisch sein. Beispielsweise kann eine Austragsleitung verstopfen.

Ferner ist bei Pfropfenstromfermentern ist eine betriebssichere Vergärung von Inputstoffen mit einem erhöhten Anteil an Störstoffen wünschenswert. Solche Inputstoffe mit erhöhtem Anteil an Störstoffen sind zum Beispiel Bioabfälle oder der organische Anteil von Gesamtmüll. Im Bereich des Fermenteraustrags, wo durch den Vergärungsprozess der Fermenterinhalt in seiner Konsistenz flüssiger wird, ergeben sich durch die enthaltenen Störstoffe jedoch vermehrt Probleme, wie zum Beispiel die vorstehend erwähnte Verstopfung der Austragsleitung.

Angesichts der oben beschriebenen Situation gibt es ein Bedürfnis für eine Technik, welche einen zuverlässigen Betrieb eines Pfropfenstromfermenters erlaubt, während eines oder mehrere der oben angegebenen Probleme im wesentlichen vermieden werden.

Diesem Bedürfnis wird durch die unabhängigen Ansprüche Rechnung getragen. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Biogasanlage bereitgestellt.

Gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspektes wird eine Biogasanlage bereitgestellt, die Biogasanlage aufweisend: einen Pfropfenstromfermenter mit mindestens zwei Austragsöffnungen, wobei die mindestens zwei Austragsöffnungen eine erste Austragsöffnung und eine zweite Austragsöffnung umfassen; eine Pumpvorrichtung zum Entnehmen von Fermenterinhalt durch die mindestens zwei Austragsöffnungen und Abgeben des entnommenen Fermenterinhalts in eine Austragsleitung; eine Steuervorrichtung, welche konfiguriert ist, um eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die mindestens zwei Austragsöffnungen in die Pumpvorrichtung zu steuern und dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung einzustellen.

Gemäß einem zweiten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Verfahren bereitgestellt.

Gemäß einer Ausführungsform des zweiten Aspektes wird ein Verfahren bereitgestellt zum Betreiben einer Biogasanlage mit einem Pfropfenstromfermenter, welcher mindestens zwei Austragsöffnungen aufweist, wobei die mindestens zwei Austragsöffnungen eine erste Austragsöffnung und eine zweite Austragsöffnung umfassen, das Verfahren aufweisend: Steuern einer Entnahme von Fermenterinhalt durch die mindestens zwei Austragsöffnungen, um dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in einer Austragsleitung einzustellen.

Gemäß einem dritten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt.

Gemäß einer Ausführungsform des dritten Aspektes wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das Computerprogrammprodukt aufweisend ein Programmelement, welches eingerichtet ist, um, wenn es auf einer Prozessorvorrichtung ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt oder mindestens einer Ausführungsform davon zu steuern. BESCHREIBUNG EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Biogasanlage gemäß dem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände einen Pfropfenstromfermenter auf. Gemäß einer Ausführungsform weist der Pfropfenstromfermenter mindestens zwei Austragsöffnungen auf. Die mindestens zwei Austragsöffnungen umfassen eine erste Austragsöffnung und eine zweite Austragsöffnung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Biogasanlage eine Pumpvorrichtung auf zum Entnehmen von Fermenterinhalt durch die mindestens zwei Austragsöffnungen (insbesondere durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung) und Abgeben des entnommenen Fermenterinhalts in eine Austragsleitung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Biogasanlage eine Steuervorrichtung auf, welche konfiguriert ist, um eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die mindestens zwei Austragsöffnungen (insbesondere durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung) in die Pumpvorrichtung zu steuern und dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung einzustellen.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt ein Steuern einer Entnahme von Fermenterinhalt durch mindestens zwei Austragsöffnungen (insbesondere durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung) auf, um dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung einzustellen. Gemäß einer Ausführungsform bewirkt ein Computerprogrammprodukt gemäß dem dritten Aspekt die Ausführung (die Steuerung) eines solchen Verfahrens.

Mindestens einige der Aspekte und Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände basieren auf der Idee, dass ein im Fermenter vorhandener inhomogener Fermenterinhalt durch Entnahme von Fermenterinhalt durch mindestens zwei Austragsöffnungen und Abgeben des entnommenen Fermenterinhalts in eine Austragsleitung in der Austragsleitung eine geeignete Beschaffenheit des Fermenterinhalts unabhängig von der Homogenität des Fermenterinhalts im Fermenter erzielbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Austragsleitung folglich eine gemeinsame Austragsleitung, durch welche Fermenterinhalt, welcher durch die erste Austragsöffnung entnommen wurde, und Fermenterinhalt, welcher durch die zweite Austragsöffnung entnommen wurde, ausgetragen wird. Durch die flexible Kombination der Materialentnahme aus dem Fermenter wird einerseits sichergestellt, dass sich Störstoffe im Fermenter nicht (oder nur in vermindertem Maße) akkumulieren können und andererseits, dass der Störstoffgehalt in Kombination mit einer gemäß einer Ausführungsform eingesetzten Pumpe und Leitungsführung zu keinen Verstopfungen führt.

Störstoffe im Sinne der vorliegenden Offenbarung sind Stoffe, welche nicht zur Fermentation beitragen. Störstoffe können beispielsweise Stoffe sein, welche im Rahmen der typischen Verweilzeit in dem Fermenter keiner oder keiner relevanten Fermentation unterliegen. Beispiele für Störstoffe sind Sand, Steine, Metallteile, Kerne von Steinobst, etc.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Pfropfenstromfermenter ein Fermenter, welcher ausgebildet ist zur Vergärung von einem Fermenterinhalt, der einen Trockensubstanzgehalt zwischen 15-45 Prozent aufweist (beispielsweise 25-40 Prozent beim Eintrag und 15-30 Prozent beim Austrag). Die Vergärung in einem Pfropfenstromfermenter wird aus diesem Grund auch als Trockenvergärung bezeichnet.

Eine Austragsöffnung eines Pfropfenstromfermenters ist gemäß einer Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände eine Öffnung, welche vorgesehen ist, um Fermenterinhalt aus dem Pfropfenstromfermenter zu entnehmen. Eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung ist gemäß einer Ausführungsform beispielsweise eine Homogenität des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung und/oder eine Störstoffkonzentration in dem entnommenen Fermenterinhalt in der Austragsleitung.

Gemäß einer Ausführungsform sind die mindestens zwei Austragsöffnungen (insbesondere die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung) an einem Austragsende des Pfropfenstromfermenters angeordnet. Beispielsweise sind gemäß einer Ausführungsform die erste Austragsöffnung und/oder die zweite Austragsöffnung an einer Stirnseite des Pfropfenstromfermenters angeordnet.

Beispielsweise sind gemäß einer Ausführungsform die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung so angeordnet, dass durch die erste Austragsöffnung eine erste Art von Fermenterinhalt entnehmbar ist und durch die zweite Austragsöffnung eine zweite Art von Fermenterinhalt entnehmbar ist, wobei die erste Art von Fermenterinhalt einen höheren Störstoffgehalt als die zweite Art von Fermenterinhalt aufweist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Austragsöffnung unterhalb der zweiten Austragsöffnung angeordnet. Der Begriff „unterhalb" (und analog auch der Begriff „oberhalb") betrifft die Anordnungen in verschiedenen Höhen in einer Richtung parallel zum Gravitationsfeld der Erde. In diesem Sinne bedeutet eine Anordnung der ersten Austragsöffnung unterhalb der zweiten Austragsöffnung, dass die erste Austragsöffnung einen geringeren Abstand zur Erdoberfläche aufweist als die zweite Austragsöffnung.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage ein längsliegendes

Rührwerk in dem Pfropfenstromfermenter auf. In einem

Pfropfenstromfermenter bewegt sich Gärsubstrat in einer Transportrichtung von einem Eintragsende des Fermenters hin zu dem Austragsende des Fermenters. Bei einem längsliegenden Rührwerk ist die Rührwerksachse längs der Transportrichtung (parallel zu der Transportrichtung) angeordnet. Durch die Steuerung der Entnahme des Fermenterinhalts durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung in die Pumpvorrichtung hinein kann die Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung insbesondere auch bei einem längsliegenden Rührwerk eingestellt werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung konfiguriert, um eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung über einen ersten Zeitraum zu bewirken und eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die zweite Austragsöffnung über einen zweiten Zeitraum zu bewirken, wobei der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum verschieden sind. Beispielsweise können gemäß einer Ausführungsform der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum zeitlich aufeinander folgen, z. B. unmittelbar aufeinander folgen oder mit einem zeitlichen Abstand aufeinander folgen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum zeitlich überlappen. Gemäß einer Ausführungsform können hierzu z.B. eine Konfiguration und der Steuerung der Pumpvorrichtung entsprechend angepasst sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Pumpvorrichtung eine Kolbenpumpe auf. Beispielsweise erfolgt gemäß einer Ausführungsform die Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die Entnahme von Fermenterinhalt durch die zweite Austragsöffnung durch eine einzige Kolbenpumpe.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Pumpvorrichtung zwei oder mehr Kolbenpumpen auf. Ferner weist gemäß einer Ausführungsform die Pumpvorrichtung eine Ventilanordnung auf, durch welche eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die mindestens eine Kolbenpumpe durch die erste Austragsöffnung und/oder durch die zweite Austragsöffnung steuerbar ist. Gemäß einer Ausführungsform weist die Ventilanordnung der Pumpvorrichtung mindestens ein Ventil auf, beispielsweise ein Ventil für jede Austragsöffnung (n Ventile für n Austragsöffnungen, wobei n eine natürliche Zahl größer oder gleich 2 ist). Gemäß einer Ausführungsform können zwei oder mehr Ventile durch ein kombiniertes Ventil realisiert sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage ein Bedienelement auf, mit welchem ein Verhältnis von einem durch die erste Austragsleitung entnommenen Fermenterinhalt zu einem durch die zweite Austragsöffnung entnommenen Fermenterinhalt einstellbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist das Verhältnis volumenbezogen, d. h. gemäß einer Ausführungsform ist ein Verhältnis von einem durch die erste Austragsleitung entnommenen Volumen an Fermenterinhalt zu einem durch die zweite Austragsöffnung entnommenen Volumen an Fermenterinhalt einstellbar. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verhältnis gewichtsbezogen sein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage ferner eine Sensorvorrichtung zum Bestimmen der Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung auf. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise einen Drucksensor zum Bestimmen eines Druck in der Austragsleitung umfassen, beispielsweise einen Drucksensor der Kolbenpumpe. Nachdem der Druck in der Austragsleitung von der Beschaffenheit des Fermenterinhalts in der Austragsleitung abhängt, ist dieser Druck ein Maß für die Beschaffenheit des Fermenterinhalts in der Austragsleitung. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, um die Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung zu steuern.

Ein Steuern der Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung kann beispielsweise ein Steuern im Sinne eines Einstellens sein. Beispielsweise kann die Steuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform eingerichtet sein, so dass das Volumen, welches durch die erste Austragsöffnung entnommen wird, relativ zu dem Volumen, welches durch die zweite Austragsöffnung entnommen wird, einstellbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kommen absolute Volumina einstellbar sein. Bei einem Steuern im Sinne eines Einstellens kann die Biogasanlage eingerichtet sein (beispielsweise kann ein Anzeigeelement vorgesehen sein), um einer Bedienperson die von der Sensorvorrichtung ermittelte Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung anzuzeigen, beispielsweise durch Anzeigen einer Kenngröße, welche die Beschaffenheit repräsentiert. Eine solche Kenngröße kann beispielsweise ein Druck in der Austragsleitung sein, z. B. ein von der Austragsleitung (d.h. dem darin befindlichen Fermenterinhalt) aufgebauter Gegendruck, welcher auf einen Ausgang der Pumpvorrichtung wirkt, an welchen die Austragsleitung angeschlossen ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein Steuern der Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung ein Steuern im Sinne eines Regelns sein. Ein Steuern im Sinne eines Regelns kann beispielsweise ein automatisches Einstellen (z.B. des Verhältnisses) aufgrund einer Ausgabe der Sensorvorrichtung sein, z.B. ein automatisches Einstellen aufgrund einer Regelgröße, z.B. der vorstehend erwähnten Kenngröße. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung eingerichtet, um abhängig von der durch die Sensorvorrichtung bestimmten Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung die Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung zu steuern.

Falls beispielsweise durch die erste Austragsöffnung ein Fermenterinhalt entnehmbar ist, welcher einen erhöhten Störstoffgehalt aufweist im Vergleich zu einem Fermenterinhalt, welcher durch die zweite Austragsöffnung entnehmbar ist, kann gemäß einer Ausführungsform die Steuervorrichtung eingerichtet sein, um bei einem zu hohen Störstoffgehalt in der Austragsleitung (automatisch) die Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung relativ zu der Entnahme von Fermenterinhalt durch die zweite Austragsöffnung zu reduzieren.

Das Steuern der Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung durch entsprechendes Steuern der Volumina an Fermenterinhalt, die durch die erste Austragsöffnung und durch die zweite Austragsöffnung aus dem Fermenter entnommen werden, erfolgen. Die Volumina können beispielsweise durch eine entsprechende Anzahl von Kolbenhüben einer Kolbenpumpe oder durch einen entsprechenden Anteil eines einzigen Kolbenhubs erfolgen.

Beispielsweise kann für den Fall, dass die Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung durch eine einzige Kolbenpumpe erfolgt, in einem ersten Teilhub der Kolbenpumpe Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung entnommen werden und in einem zweiten Teilhub der Kolbenpumpe Fermenterinhalt durch die zweite Austragsöffnung entnommen werden. Selbstverständlich kann die Reihenfolge der Teilhübe, in welchem Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung oder durch die zweite Austragsöffnung entnommen wird, beliebig gewählt werden. Mit anderen Worten kann das Verfahren auch umgekehrt betrieben werden, d. h. in einem ersten Teilhub der Kolbenpumpe wird Fermenterinhalt durch die zweite Austragsöffnung entnommen und in einem zweiten Teilhub der Kolbenpumpe wird Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung entnommen. Entscheidend für die Einstellung der Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung ist der entsprechende Anteil des Fermenterinhalts, welcher durch die erste Austragsöffnung entnommen wird relativ zu dem Anteil des Fermenterinhalts, welcher durch die zweite Austragsöffnung entnommen wird. Eine Entnahme von Fermenterinhalt mit entsprechenden Teilhüben (beispielsweise n Teilhüben bei n Austragsöffnungen) hat den Vorteil, dass Fermenterinhalt, der durch verschiedene Austragsöffnungen entnommen wurde, bereits in der Kolbenpumpe gemischt wird und somit eine hohe Homogenität des Fermenterinhalts in der Austragsleitung realisierbar ist.

Das Steuern eines hierin offenbarten Verfahrens kann beispielsweise durch ein geeignetes Computerprogrammprodukt erfolgen. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform die Steuervorrichtung eine Prozessorvorrichtung aufweisen. Gemäß einer Ausführungsform steuert ein Programmelement des Computerprogrammprodukts, wenn es auf der Prozessorvorrichtung ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

Gemäß Ausführungsformen des ersten Aspektes ist die Biogasanlage eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie erforderlich ist für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, des zweiten Aspektes und/oder des dritten Aspektes. Gemäß Ausführungsformen des zweiten Aspektes ist das Verfahren eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie erforderlich ist für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, des zweiten Aspektes und/oder des dritten Aspektes.

Gemäß Ausführungsformen des dritten Aspektes ist das Computerprogrammprodukt eingerichtet zum Liefern der Funktionalität von einem oder mehreren der hierin offenbarten Ausführungsformen und/oder zum Liefern der Funktionalität, wie sie erforderlich ist für eine oder mehrere der hierin offenbarten Ausführungsformen, insbesondere der Ausführungsformen des ersten Aspektes, des zweiten Aspektes und/oder des dritten Aspektes.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Programmelement ein nicht-transientes Programmelement. Wie hierin verwendet wird die Bezugnahme auf ein Computerprogrammprodukt als äquivalent angesehen zu einer Bezugnahme auf ein Computerprogramm, welches ein Programmelement aufweist und/oder ein computerlesbares Medium, welches ein Programmelement aufweist.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Programmelement Instruktionen zum Steuern einer Prozessorvorrichtung (mit einem oder mehreren Mikroprozessoren, beispielsweise ein Computersystem) auf, zum Bewirken und/oder Koordinieren der Ausführung eines hierein beschriebenen Verfahrens.

Das (nicht-transiente) Programmelement kann implementiert sein als computerlesbarer Instruktionscode unter Verwendung von jeder geeigneten Programmiersprache, wie beispielsweise JAVA, C#, oder welche die typischerweise in SPS-Steuerungen verwendet werden (SCL, AWL, etc.) und kann auf einem computerlesbaren Medium (entfernbare Platte, flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher, Embedded-Speicher/Prozessor, Firmware, etc.) gespeichert sein. Gemäß einer Ausführungsform ist der Instruktionscode ausführbar zum Programmieren eines Computers oder irgendeiner anderen programmierbaren Prozessorvorrichtung zum Ausführen der beabsichtigten Funktionen. Das Computerprogramm kann in einem Netzwerk verfügbar sein, beispielsweise dem World Wide Web, von welchem es beispielsweise heruntergeladen werden kann.

Die hierin offenbarten Gegenstände können mittels eines Computerprogrammprodukts (genauer mittels des enthaltenen Programmelements) respektive Software realisiert werden. Jedoch können die hierin offenbarten Gegenstände ebenso durch einen oder mehrere spezifische elektronische Schaltungen, respektive Hardware realisiert werden. Ferner können die hierin offenbarten Gegenstände ebenso in Hybridform, d. h. In einer Kombination von Softwaremodulen und Hardwaremodulen realisiert werden.

Im Folgenden werden exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände beschrieben, wobei beispielsweise auf eine Biogasanlage, ein Verfahren und/oder ein Computerprogrammprodukt Bezug genommen wird. Es sollte hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von Merkmalen verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele möglich ist. Insbesondere werden einige Ausführungsformen mit Bezug auf ein Verfahren beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf eine Biogasanlage beschrieben werden. Wiederum andere Ausführungsformen werden mit Bezug auf ein Computerprogrammprodukt beschrieben, während andere Ausführungsformen mit Bezug auf eine Steuervorrichtung zum Interagieren mit Elementen der Biogasanlage beschrieben werden. Jedoch wird der Fachmann der vorstehenden und der nachfolgenden Beschreibung, den Ansprüche und den Zeichnungen entnehmen, dass, solange es nicht anders angegeben ist, Merkmale verschiedener Aspekte, Ausführungsformen und Beispiele kombinierbar sind und solche Kombinationen von Merkmalen als durch diese Anmeldung offenbart anzusehen sind. Beispielsweise ist selbst ein Merkmal, welches sich auf ein Verfahren bezieht, mit einem Merkmal kombinierbar, welches sich auf eine Vorrichtung bezieht, und umgekehrt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen, auf welche die beanspruchte Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieses Dokuments sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Biogasanlage gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

Fig. 2 zeigt Teildarstellung der Pumpvorrichtung aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine weitere Pumpvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

Fig. 4 zeigt einen Teil einer weiteren Biogasanlage gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Es wird angemerkt, dass in verschiedenen Figuren ähnliche oder identische Elemente oder Komponenten mit denselben Bezugszahlen versehen sind, oder mit Bezugszahlen, die sich nur in der ersten Ziffer unterscheiden. Solche Merkmale bzw. Komponenten, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten in einer anderen Figur gleich oder zumindest funktionsgleich sind, werden nur bei ihrem ersten Auftreten in dem nachfolgenden Text detailliert beschrieben und die Beschreibung wird bei nachfolgendem Auftreten dieser Merkmale und Komponenten (bzw. der entsprechenden Bezugszahlen) nicht wiederholt.

Fig. 1 zeigt eine Biogasanlage 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage 100 einen Pfropfenstromfermenter 101 auf. Der Pfropfenstromfermenter 101 weist gemäß einer Ausführungsform eine erste Austragsöffnung 102 und eine zweite Austragsöffnung 104 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist der Pfropfenstromfermenter 101 mit einem Fermenterinhalt 103 gefüllt, beispielsweise bis zu einer Nennhöhe 105, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt.

Ferner weist die Biogasanlage 100 gemäß einer Ausführungsform eine Pumpvorrichtung 106 auf, mit welcher der Fermenterinhalt 103 in dem Pfropfenstromfermenter 101 durch die erste Austragsöffnung 102 und/oder durch die zweite Austragsöffnung 104 entnehmbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Pumpvorrichtung 106 eingerichtet, um den Fermenterinhalt, welcher durch die erste Austragsöffnung 102 oder durch die zweite Austragsöffnung 104 entnommen wird, in eine Austragsleitung 108 abzugeben, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage eine Steuervorrichtung 110 auf, welche konfiguriert ist, um die Entnahme von Fermenterinhalt 103 durch die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 in die Pumpvorrichtung 106 zu steuern und dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung 108 einzustellen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpvorrichtung 106 mit den Austragsöffnungen 102, 104 und der Austragsleitung 108 direkt verbunden, beispielsweise über eine geeignete Verrohrung (z.B. Rohrleitungen 150, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt). Gemäß einer Ausführungsform bedeutet in diesem Zusammenhang eine „direkte Verbindung", dass abgesehen von dem Volumen der Verrohrung und der Pumpvorrichtung 106 (z.B. einer Kolbenpumpe) selbst kein separates Reservoir, beispielsweise kein separater Sammelbehälter zum Sammeln von Fermenterinhalt, vorgesehen ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform verbindet die Austragsleitung 108 die Pumpvorrichtung 106 direkt mit einer Entwässerungseinrichtung 109, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt. Andere Ausführungformen weisen keine Entwässerungseinrichtung 109 auf. Beispielsweise kann die Austragsleitung 108 in einen offen Bereich der Biogasanlage 100 münden (in Fig. 1 nicht dargestellt).

Gemäß einer Ausführungsform weist die Steuervorrichtung 110 eine Prozessorvorrichtung 112 auf sowie eine Speichervorrichtung 114, in welcher ein Programmelement gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände gespeichert ist. Gemäß einer Ausführungsform bewirkt das Programmelement bei einer Ausführung auf der Prozessorvorrichtung 112 eine Funktionalität der Steuervorrichtung 110 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuervorrichtung 110 mit der Pumpvorrichtung 106 steuerungsmäßig verbunden, beispielsweise wie in Fig. 1 bei 116 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist die Verbindung 116 zwischen der Steuervorrichtung 110 und der Pumpvorrichtung 106 eine bidirektionale Verbindung, beispielsweise eine bidirektionale signalübertragungsmäßige Verbindung.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Pfropfenstromfermenter ein Rührwerk 118 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist das Rührwerk 118 ein längsliegendes Rührwerk, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich eine Rührwerksachse 120 des Rührwerks 118 in einer Längsrichtung 122 des Pfropfenstromfermenters 101. Mit anderen Worten ist das Rührwerk 118 gemäß einer Ausführungsform ein längsliegendes Rührwerk, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Rührwerk eine Rührwerkswelle 119 und eine Vielzahl von Rührpaddeln auf, die an der Rührwerkswelle befestigt sind und von denen einige in Fig. 1 bei 121 dargestellt sind.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Pfropfenstromfermenter 101 ein Eintragsende 123 und ein Austragsende 124 auf. Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich die Rührwerksachse 120 in einer Richtung von dem Eintragsende 123 zu dem Austragsende 124. Gemäß einer Ausführungsform wird frisches Gärsubstrat an dem Eintragsende 123 in den Pfropfenstromfermenter 101 eingebracht. Gemäß einer Ausführungsform sind die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 an dem Austragsende 124 angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Austragsende 124 eine Stirnseite 126 sowie einen angrenzenden Wandbereich 128 des Pfropfenstromfermenters 101. Gemäß einer Ausführungsform sind sowohl die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 an der Stirnseite 126 des Austragendes 124 angeordnet, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Austragsöffnung 102 unterhalb der zweiten Austragsöffnung 104 angeordnet, beispielsweise wie in Fig. 1 dargestellt.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Biogasanlage eine Sensorvorrichtung auf, mit welcher die Beschaffenheit des Fermenterinhalts in der Austragsleitung 108 bestimmbar ist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Sensorvorrichtung ein Drucksensor 130. Beispielsweise kann gemäß einer Ausführungsform der Drucksensor 130 ein Drucksensor der Kolbenpumpe sein, mit welchem ein Widerstand (beispielsweise ein Gegendruck) in der Austragsleitung 108 bestimmbar ist gegen welchen die Kolbenpumpe arbeiten muss. Fig. 2 zeigt Teildarstellung der Pumpvorrichtung 106 aus Fig. 1.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Pumpvorrichtung 106 eine Kolbenpumpe 131 auf, beispielsweise wie in Fig. 2 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform weist die Kolbenpumpe 131 einen Kolben 132 auf, welcher über eine Stange 133 innerhalb eines Zylinders 134 zwischen einem unteren Totpunkt 136 und einem oberen Totpunkt 138 bewegbar ist. Der Abstand zwischen dem unteren Totpunkt 136 und dem oberen Totpunkt 138 entspricht dem Kolbenhub 140. Bei einer Bewegung des Kolbens 132 von dem oberen Totpunkt 138 zu dem unteren Totpunkt 136 kann Fermenterinhalt 103 durch die erste Austragsöffnung 102 und/oder durch die zweite Austragsöffnung 104 angesaugt werden. Beispielsweise wird gemäß einer Ausführungsform die Pumpvorrichtung 106 in einer Weise gesteuert, dass während eines ersten Teilhubes 142 Fermenterinhalt 103 (in Fig. 2 nicht dargestellt) durch die erste Austragsöffnung 102 (in Fig. 2 nicht dargestellt) angesaugt wird und während eines zweiten Teilhubes 144 Fermenterinhalt 103 durch die zweite Austragsöffnung 104 (in Fig. 2 nicht dargestellt) in die Kolbenpumpe eingesaugt wird, beispielsweise wie in Fig. 2 dargestellt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird stets ein ganzer Kolbenhub 140 entweder durch die erste Austragsöffnung 102 oder durch die zweite Austragsöffnung 104 in die Kolbenpumpe aufgenommen. Ein Verhältnis von Fermenterinhalt, welcher durch die erste Austragsöffnung 102 aufgenommen wurde, relativ zu dem Fermenterinhalt, welcher durch die zweite Austragsöffnung 104 aufgenommen wurde, kann in diesem Fall durch eine entsprechende Anzahl an Kolbenhüben eingestellt werden (beispielsweise zwei Kolbenhübe durch die erste Austragsöffnung 102 und einen Kolbenhub durch die zweite Austragsöffnung 104 für ein Verhältnis von zwei zu eins). Fig. 3 zeigt eine weitere Pumpvorrichtung 106 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Pumpvorrichtung 106 eine Kolbenpumpe 131 auf, beispielsweise eine Kolbenpumpe 131, wie sie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Pumpvorrichtung 106 eine Ventilanordnung 146 auf, mit welchem ein Eingang 148 der Kolbenpumpe 131 mit mindestens einer von der ersten Austragsöffnung 102 und der zweiten Austragsöffnung 104 strömungsmäßig verbindbar ist, beispielsweise über Rohrleitungen 150, beispielsweise wie in Fig. 3 dargestellt.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Ventilanordnung 146 eine separate Ventilanordnung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Ventilanordnung 146 in die Kolbenpumpe 131 integriert sein. Beispielsweise kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Kolbenpumpe einen ersten Eingang und einen zweiten Eingang aufweisen (in Fig. 3 nicht dargestellt), wobei die erste Austragsöffnung 102 mit dem ersten Eingang verbunden ist und die zweite Austragsöffnung 104 mit dem zweiten Eingang verbunden ist. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass er erste Eingang und der zweite Eingang durch die Ventilanordnung jeweils selektiv verschlossen und geöffnet werden können, um dadurch zu bestimmen, durch welche Austragsöffnung 102, 104 Fermenterinhalt von der Kolbenpumpe angesaugt wird.

Fig. 4 zeigt einen Teil einer weiteren Biogasanlage 200 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Pfropfenstromfermenter 101 mindestens eine weitere Austragsöffnung 152 auf, neben der ersten Austragsöffnung 102 und der zweiten Austragsöffnung 104, beispielsweise wie in Fig. 4 dargestellt. In diesem Sinne wird durch Entnahme von Fermenterinhalt, welcher durch die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 entnommen wurde, die Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung 108 eingestellt, selbst wenn der entnommene Fermenterinhalt in der Austragsleitung 108 unter anderem auch aus weiteren Austragsöffnung in 152 stammt. Mit anderen Worten schließt die Bezugnahme auf die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 eine weitere Austragsöffnung 152 nicht aus. Ebenso wenig schließt eine Bezugnahme auf ein Einstellen einer Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung 108 durch Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung 102 und die zweite Austragsöffnung 104 eine weitere Einstellung der Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung 108 durch Entnahme von Fermenterinhalt durch eine weitere Austragsöffnung 152 nicht aus.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Pumpvorrichtung 106 mit jeder der Austragsöffnungen 102, 104, 152 strömungsmäßig verbunden, beispielsweise über Rohrleitungen 150, beispielsweise wie in Fig. 4 dargestellt.

Die Pumpvorrichtung 106 und die Steuervorrichtung 110 (einschließlich deren Komponenten), die Austragsleitung 108, sowie die betreffenden Verbindungen 116, 150 können insgesamt auch als Austragssystem bezeichnet werden.

Wie aus vorliegender Beschreibung ersichtlich, erlauben Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände ein Kontrollieren und/oder ein Regeln einer Störstoffkonzentration in der Austragsleitung 108 über den Abzug von Fermenterinhalt aus verschiedenen Höhen aus dem Fermenterquerschnitt. Entsprechend kann eine gleichmäßige Konzentration von Störstoffen für das weiterfördernde Austragsleitungsrohrsystem hergestellt und kontrolliert werden, insbesondere mittels dem Verhältnis von Fermenterinhalt, welcher über eine höhere Austragsöffnung (geringere Störstoffkonzentration) entnommen wird, und Fermenterinhalt, welcher über eine tiefere Austragsöffnung (höhere Störstoffkonzentration) entnommen wird.

Bei Verwendung einer Kolbenpumpe kann die Mischung von Fermenterinhalt, welcher über die erste Austragsöffnung entnommen wurde, und Fermenterinhalt, welcher über die zweite Austragsöffnung entnommen wurde, mit Teilmengen innerhalb eines Kolbenhubes der Kolbenpumpe realisiert werden oder mit abwechselnden ganzen Hüben (beispielsweise wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben).

Gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände kann ein inhomogener Fermenterinhalt (beispielsweise auf Grund von nicht optimaler Betriebsführung des Fermenters oder infolge schwieriger Materialcharakteristik des in den Fermenter eingeführten Gärsubstrats) mit einem gesteuerten Abzug von Fermenterinhalt aus verschiedenen Höhen optimal homogenisiert werden, beispielsweise während eines einzigen Ansaugvorganges der Kolbenpumpe.

Gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände kann ein vom Rührwerk nicht vermochtes Homogenisieren des Fermenterinhalts durch den Abzugsprozess mit dem Austragssystem gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände kompensiert werden und dadurch die Störstoffe gleichmäßig in eine flüssige Phase des Fermenterinhalts eingebunden werden.

Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände erlauben ein zuverlässiges Fördern des vom Fermenter entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung (zum Beispiel ohne Verstopfung der Austragsleitung).

Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände erlauben somit insbesondere in einer Inbetriebnahmephase, bei abrupten jahreszeitlichen Veränderungen bei dem in den Fermenter eingeführten Gärsubstrat, aber auch bei Fehlern in der Fermenter-Betriebsführung, ein zuverlässiges Abfördern von Fermenterinhalt aus dem Fermenter in eine Austragsleitung.

Es sollte angemerkt werden, dass eine Pumpvorrichtung, wie sie hierin beschrieben ist, nicht auf die dezidierten Entitäten beschränkt ist, wie sie in einigen Ausführungsformen beschrieben sind. Vielmehr können die hierin offenbarten Gegenstände auf zahlreiche Weisen in verschiedenen Granularitäten implementiert werden, während sie immer noch die offenbarte spezifische Funktionalität liefern.

Gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände kann jede geeignete Entität (z. B. Komponenten, Einheiten und Vorrichtungen) zumindest teilweise in der Form von entsprechenden Computerprogrammen bereitgestellt sein, welche es einer Prozessorvorrichtung ermöglichen, die Funktionalität der entsprechenden Entität zu liefern, wie sie hierin beschrieben ist. Gemäß anderer Ausführungsformen kann jede geeignete Entität, wie sie hierin beschrieben ist, in Hardware bereitgestellt sein. Gemäß anderer, Hybrid- Ausführungsformen können einige Entitäten in Software bereitgestellt sein während andere Entitäten in Hardware bereitgestellt sind.

Gemäß einer Ausführungsform enthält die Steuervorrichtung eine Prozessorvorrichtung, welche mindestens einen Prozessor aufweist zum Ausführen von mindestens einem Programmelement, welches einem entsprechenden Softwaremodul entsprechen kann.

Es wird darauf hingewiesen, dass die hierin beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale verschiedener Ausführungsformen in geeigneter weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit offenbarten Ausführungsformen eine Vielzahl von Kombinationen verschiedener Ausführungsformen als offenbart anzusehen sind. Ferner sollte erwähnt werden, dass Begriffe wie „ein" oder „eines" eine Mehrzahl nicht ausschließen. Begriffe wie „enthaltend" oder „aufweisend" schließen weitere Merkmale oder Verfahrensschritte nicht aus. Folglich steht gemäß einer Ausführungsform der Begriff „aufweisend" oder „enthaltend" für „unter anderem aufweisend". Gemäß einer weiteren Ausführungsform steht der Begriff „aufweisend" oder „enthaltend" für „bestehend aus". Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Begriff „eingerichtet für" unter anderem die Bedeutung „konfiguriert, um".

Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend ausgelegt werden sollten. Ferner sollte angemerkt werden, dass Bezugszeichen in der Beschreibung und die Bezugnahme der Beschreibung auf die Zeichnungen nicht als den Umfang der Beschreibung einschränkend ausgelegt werden sollen. Vielmehr veranschaulichen die Zeichnungen nur eine exemplarische Implementierung einer bestimmten Kombination von mehreren Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände, wobei jede andere Kombination von Ausführungsformen ebenso möglich und mit dieser Anmeldung als offenbart anzusehen ist.

Zusammenfassend bleibt festzustellen:

Offenbart wird eine Biogasanlage aufweisend einen Pfropfenstromfermenter mit einer ersten Austragsöffnung und einer zweiten Austragsöffnung, eine Pumpvorrichtung zum Entnehmen von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung und Abgeben des entnommenen Fermenterinhalts in eine Austragsleitung; und eine Steuervorrichtung, welche konfiguriert ist, um eine Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung in die Pumpvorrichtung zu steuern und dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in der Austragsleitung einzustellen. Ein Verfahren zum Betreiben einer Biogasanlage und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt bewirken ein Steuern einer Entnahme von Fermenterinhalt durch die erste Austragsöffnung und die zweite Austragsöffnung, um dadurch eine Beschaffenheit des entnommenen Fermenterinhalts in einer Austragsleitung einzustellen.