Handbuch zur Bilanzierung von Biogasanlagen für Ingenieure –
Band I

Grundlagen und Methoden für die Bewertung und Bilanzierung in der Praxis

Biogasgewinnung ist in einem breit gefächerten Anwendungsfeld möglich.

Daraus ergeben sich vielfältige Anforderungen ingenieurtechnischer und prozessbiologischer Art, die den Praktiker oft vor spezielle Herausforderungen stellen. Hier setzt das Handbuch an und bereitet die wissenschaftlichen Grundlagen der anaeroben Prozessführung für Herausforderungen in der Praxis auf (Anwendbarkeit, Interpretation der Messgrößen, Zuverlässigkeit von Bewertungsmethoden; Nomogramme, Parametersammlungen).

Die Autoren bringen eine so gut wie alle Anwendungen betreffende, teilweise mehrere Jahrzehnte lange Erfahrung mit ein.

Zugriff auf das Kapitel 1 des ersten Bandes:

https://rdcu.be/enigq

Vorwort Band 1:

In Forschung und Beratung rund um die komplexe Biogastechnologie treten in allen Arten und Größen von Biogasanlagen immer wieder technologische Herausforderungen auf, von denen wir überzeugt sind, dass sie bereits ingenieurtechnisch gelöst wurden. Wir haben nur immer wieder das Problem, dass weder in der Fachliteratur noch im Internet genau diese Lösungen zu finden sind. Die Fachliteratur gibt in der Regel einen guten Überblick und bietet theoretische Lösungen – die Praxis braucht aber zur Anwendung der globalen Formeln zusätzlich einige Parameter, die entweder außerordentlich aufwendig und mit großen Fehlerrisiken hergeleitet werden oder erst in der Praxis gemessen werden müssen. Dokumentierte Erfahrungswerte fehlen oft oder sind nicht auffindbar.

Vor diesem Hintergrund sind wir außerordentlich froh, dass Dr.-Ing. Gerhard Langhans in über 40 Jahren Biogaspraxis mit fast allen denkbaren ingenieurtechnischen und prozessbiologischen Herausforderungen der Biogasgewinnung in den meisten Anwendungsfeldern von der Güllebiogasanlage über die Nahrungsmittelindustrie, die Restabfallvergärung bis zur Abwasserreinigung konfrontiert wurde. Er hat sich aber nicht nur mit der konkreten Problemlösung auseinandergesetzt, sondern seine Lösungen und Erfahrungen akribisch gesammelt und damit einen einmaligen Erfahrungs- und Datenschatz aufgehäuft.
Es ist uns eine unheimlich große Freude, ihn bei der Dokumentation dieses Schatzes in Buchform begleiten zu dürfen. Besonderer Dank gilt an dieser Stelle auch Angela Clinkscales und Esteban Rodriguez, die in mühsamer Kleinarbeit Texte, Tabellen und Abbildungen aus dem praktischen Leben in das erforderliche Format umgesetzt haben.

Aus der Datensammlung sind über die Jahrzehnte Nomogramme, Parametersammlungen und Formeln mit einer weiten Gültigkeit entstanden, die immer die praktische Anwendung der Erkenntnisse für die Anlagentechnologie und den Anlagenbetrieb im Blick haben. Damit wird das vorliegende Buch sowohl für Praktiker als auch Wissenschaftler den „schon immer“ gesuchten Zusammenhang beinhalten und Anregungen geben, bisher nur kaum bekannte Zusammenhänge als Erklärung für beobachtete Phänomene im Anlagenbetrieb zu verwenden.

Eine Vielzahl von Fachbüchern und Leitfäden widmet sich der Methodenbeschreibung zur Erfassung von Messgrößen auf Biogasanlagen – Gerhard Langhans geht weit darüber hinaus, indem er klar die praktische Anwendbarkeit und Interpretation der Messgrößen fokussiert und Schlussfolgerungen zur Zuverlässigkeit von Bewertungsmethoden in der Praxis ableitet.

Wir gehen davon aus, dass das Buch der international im Auftrieb befindlichen Biogastechnologie einen zusätzlichen Schub geben kann, um Fehlplanungen zu vermeiden und neue Märkte auf einer noch besseren technologisch-prozessbiologischen Basis zu erschließen. Insbesondere die in einigen Ländern zurückgehende Förderung des Biogasanlagenbaues oder -betriebes stellt höhere Anforderungen an die Wirtschaftlichkeit und Optimierung von bestehenden Biogasanlagen. Viele der hier zusammengefassten Erkenntnisse lassen sich auf Bestandsanlagen übertragen und werden einen Beitrag zur Meisterung von bestehenden Herausforderungen leisten. Die neue Generation von Biogasanlagen in allen Leistungsklassen muss effizienter sein, einen sicheren Anlagenbetrieb gewährleisten und die Amortisation der Investitionen ermöglichen.

Die Biogastechnologie ist ein wesentlicher Baustein der erneuerbaren Energien und des Klimaschutzes durch sinnvolle Nutzung vorhandener Reststoffe und Abfälle zur Bereitstellung von Wärme, Strom und Kraftstoff sowie zur vollständigen Kreislaufschließung der immer wichtiger werdenden Pflanzennährstoffe. Diese Rolle wird die Technologie auf absehbare Zeit behalten, das internationale Ausbaupotenzial ist enorm.

Die Zielgruppen

• Ingenieure, Verfahrenstechniker und Ingenieurbiologen im Anlagenbau sowie Anlagenbetreiber und Genehmigungsbehörden
• Dienstleister für Instandhaltung, Wartung und Optimierung von Biogasanlagen
• Dozenten und Studierende aus den Bereichen Umweltingenieurwesen, Agrartechnik, Rohstoffwirtschaft insbesondere nachwachsende Rohstoffe, Bioenergie, Ingenieurbiologie und Siedlungswasserwirtschaft

ISBN Band I 

ISBN 978-3-658-27338-5

ISBN 978-3-658-27339-2 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-27339-2

Aus dem Inhalt

• Substratparameter für die Prozessanalyse
• Verfahrenstechnik und Bilanzierung des Wärmehaushalts
• Anaerober Stoffwechsel und Methoden der Gasertragsbestimmung
• Stoffverhalten im Fermenter, Toxizität, Wasserverbrauch
• Verweilzeit, Prozessstörungen und Synergien

Handbuch zur Bilanzierung von Biogasanlagen für Ingenieure –
Band II

Grundlagen und Methoden für die Bewertung und Bilanzierung in der Praxis

Vorwort Band 2

Gegenwärtig vollzieht sich ein Wechsel der Energiepolitik vom dominanten Einsatz fossiler Brennstoffe als Energiequellen mit ihrer resultierenden Freisetzung von klimaschädlichen Treibhausgasen und einer einhergehenden großflächigen Zerstörung ökologisch wichtiger Ressourcen hin zur klimaneutralen Nutzung von Energien aus erneuerbaren Quellen, wie Biomasse, Wind-, Wasser- und Solarstrom. Die Biomethanerzeugung basiert dabei auf dem anaeroben bakteriellen Abbau von Biomasse, wobei kein fossiler Kohlenstoff freigesetzt wird, indem nur Kohlenstoff aus dem aktuellen Kurzzeitzyklus zwischen Biomassebildung und deren Rückführung durch biochemische Prozesse in den ökologischen Kreislauf verwendet wird.

Eine vergleichbare Erzeugung von Wasserstoff mittels biotechnologischer Prozesse als Brenngas, dessen thermische Nutzung nur Wasser freisetzt und ohne Treibhausgasemission erfolgt, ist ebenfalls möglich. Mittelfristig wird jedoch die Biomethanerzeugung dominieren, da eine gut ausgebaute Infrastruktur für Methanspeicherung, -transport und -verwertung existiert, die sofort genutzt werden kann, während eine vergleichbare Infrastruktur für Wasserstoff mit speziellen material- und sicherheitstechnischen Anforderungen erst realisiert werden muss.

Der unter natürlichen Bedingungen ständig ablaufende Prozess einer Stabilisierung/Mineralisierung organischer Biomasse durch anaerobe Vergärung („Faulung“) unter Freisetzung von Methan als Brenngas wird schon seit längerem auch verfahrenstechnisch als großtechnischer Prozess genutzt. Dabei ist die Entwicklung darauf ausgerichtet, die unter natürlichen Bedingungen sehr langen Faulzeiten im Interesse einer wirtschaftlichen Prozessführung zu verkürzen. Das hat zu einer Vielzahl an spezielle Prozessbedingungen angepasster optimierter Verfahrensvarianten geführt.

Seit den 1990iger-Jahren wurde die Vergärung verstärkt für eine anaerobe Stabilisierung von kommunalen Bioabfällen genutzt, um deren Deponierung zu vermeiden sowie die traditionell auch übliche teure und emissionsintensive Kompostierung einzuschränken.

Die Zielstellung, mit Biomethan den Einsatz fossiler Brennstoffe zu reduzieren und den klimaneutralen Kurzzeitkohlenstoffzyklus zu nutzen, unterstützte im ersten Jahrzehnt des neuen Jahrtausends die forcierte Ansiedlung von großtechnischen Biogasanlagen im landwirtschaftlichen Bereich unter Einsatz nachwachsender Rohstoffe als Gärsubstrate. Der dafür notwendige großflächige Anbau von Monokulturen löste jedoch Widerstand gegen diese Entwicklung aus, mit der Begründung einer Störung des ökologischen Gleichgewichts und deutlicher Reduzierung der Artenvielfalt bei Flora und Fauna. Deshalb wurde dieser Trend der erhöhten Brenngassubstitution aus nachwachsenden Rohstoffen gestoppt und der Entwicklungsschwerpunkt auf die direkte Nutzung von Wind-, Wasser- und Solarstrom gelegt. Als Problem zeichnet sich jedoch die nicht bedarfsgerecht mögliche Regelung bzw. Speicherung dieses erzeugten Stroms ab. Die diskutierte Variante, nicht sofort verwertbaren Stromanfall für eine Wasserstofferzeugung über eine Wasserhydrolyse zu verwenden, stößt wieder auf die Einschränkungen durch die gegenwärtig nicht flächendeckend vorhandene Infrastruktur für Wasserstoffeinsatz.

Deshalb wird verstärkt daran gearbeitet, die als Teilprozess der anaeroben Vergärung bekannte Bioreformierung von Kohlenstoffdioxid mittels Wasserstoffs zu Methan und Wasser auszunutzen, um mit Hydrolyse-Wasserstoff den CO₂-Anteil des Biogases ebenfalls in Methan zu konvertieren. Damit lässt sich die Methan-ausbeute bestehender Biogasanlagen quasi verdoppeln ohne zusätzlichen Substrateinsatz; der erzeugte „grüne“ Strom wird in ein speicherfähiges Brenngas konvertiert und die vorhandene „Methan“-Infrastruktur kann sofort genutzt werden.

Ein weiterer Gesichtspunkt für den volkswirtschaftlich wichtigen ökologischen Umbau der Energiebereitstellung ist die verstärkte Verwendung organischer Reststoffe, insbesondere aus der Nahrungsgüterproduktion und von artverwandten Industrien, als Substrate für Biogasanlagen. Diese Reststoffe werden bisher traditionell in vielen Fällen als Futtermittelanteil in der industriellen Viehhaltung aber auch als Kohlenstoffquelle in Kompostieranlagen eingesetzt, da sie weitgehend unbelastet von Schadstoffen sind, was ihre Nutzung in diesen qualitätssensiblen Bereichen erleichtert.

Die Auswirkungen der sich verschärfenden Energiekrise im Zusammenhang mit der angestrebten Einschränkung einer Nutzung fossiler Energiequellen, veranlassen viele Firmen des nahrungsgüterproduzierenden Gewerbes, eine Eignung ihrer organischen Produktionsreststoffe als Substrate für eine betriebseigene Biogasanlage zu prüfen, um mit dem erzeugten Biomethan die Verwendung fossiler Brennstoffe zur Deckung ihres thermischen und elektrischen Energiebedarfs zu minimieren. Unterstützt wird diese Entwicklung durch den zu beobachtenden Trend zu einer Einschränkung der industriellen Tierproduktion, wodurch sich auch der Bedarf an industriellen organischen Reststoffen als Futtermittel verringert und andere Absatzbereiche für deren nachhaltige Verwertung erschlossen werden müssen. Aufgrund dieser Marktsituation zeichnen sich für die weitere Projektentwicklung von Biogasanlagen bei Beachtung der standortspezifischen Anforderungen an eine Realisierung zunehmend steigende Anforderungen an die Qualität der Prozessbilanzierung ab.
Während in den Anfängen der Biogasanlagenentwicklung die anaerobe Substratstabilisierung und verfügbare Biogaserträge im Ergebnis eines in vielen Detailbereichen als „Blackbox“ akzeptierten biotechnologischen Prozesses im Vordergrund standen, ist inzwischen ein immer mehr ganzheitlich zu bewertendes Konzept der Anlagen Gegenstand der Bilanzierung.

Ausgehend von der Forderung des nachhaltigen Schutzes der Ökosphäre vor weiteren globalen Umweltveränderungen durch den Menschen, erfasst eine moderne Prozess- und Anlagenbilanzierung die verfahrensbedingten und technologischen Abläufe und Einflüsse von

• Stofffluss und analytischer Beschreibung der Gärsubstrate durch alle Verfahrensstufen bis zur Aufbereitung und Verwertung der Gärreststoffe,
• sämtlichen Emissionen im gasförmigen, flüssigen oder festen Zustand, aber auch Beeinflussung der Umgebung durch Geräusch, Licht, Wärme und die daraus resultieren den Beeinflussungen von Flora und Fauna,
• dauerhafter Versiegelung von Bodenflächen, Verminderung naturbelassener fließen der oder stehender Oberflächengewässer einschließlich der Abholzung vorhandenen Baumbestandes zur Schaffung von Baufreiheit,
• zu optimierenden biotechnologischen, chemischen und physikalischen Prozessparametern,
• Energie- und Wärmehaushalt der Gesamtanlage,
• erforderlichem Einsatz von Prozesshilfsstoffen und sonstigen betriebsbedingten Einsatzstoffen,
• Gewährleistung der Anlagensicherheit und Einhaltung vorgeschriebener Hygienestandards, um pathogene Gefährdungen auszuschließen,
• zu realisierenden Verfahrensvarianten und der dafür gewählten Technologien und Ausrüstungen,
• in die Anlage integrierten innovativen Entwicklungen mit erhöhtem Risikopotenzial auf die Umweltverträglichkeit sowie die Anlagenwirtschaftlichkeit nachzuweisen.

Die dabei erforderlichen komplexen Verflechtungen der Ressortgrenzen überschreitenden Zusammenhänge stellen hohe Anforderungen an die Auswahl und Verifizierung der benötigten Modellierungs- und Bilanzierungsparameter.

Für ausgewählte Schwerpunkte der insbesondere verfahrens- und prozesstechnischen Bereiche versucht dieses Buch im Anschluss an die Basisstoffsammlung des ersten Bandes Orientierungshilfen bei einer gesamtheitlichen Bilanzierung zu vermitteln.

Das Handbuch hilft

Das Handbuch hilft, die Lücke zwischen allgemeinen Lehrbüchern zur Biogastechnologie und schwer verallgemeinerbaren Daten und Erkenntnissen aus Einzelpublikationen so zu schließen, dass die Verfahrensbilanzierung in der Praxis ermöglicht wird.

Aufbauend auf der in Band 1 erfolgten Auswertung der theoretischen physikalischen, chemischen und biochemischen Grundlagen für den verallgemeinerten Einsatz in der Verfahrensbilanzierung gibt Band 2 Hilfestellungen für die Auswertung von Betriebsergebnissen für die Prozessplanung und -optimierung anhand von Praxisdaten und daraus abgeleiteten Zusammenhängen.

Der Inhalt

Band 2 stellt anhand von unterschiedlichen Bilanzierungsaufgaben und umfangreichem Datenmaterial aus Praxisanlagen, Bilanzierungsmöglichkeiten und ihre Parametermodellierung für die Verwendung in der Praxis vor, u. a. Massenbilanzen, Reaktordimensionierung, Einzelprozess- und Energiebilanzen bis hin zu real umsetzbaren Zukunftsperspektiven.

ISBN Band II

ISBN 978-3-658-44322-1

ISBN 978-3-658-44323-8 (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-658-44323-8

Die Zielgruppen

• Ingenieure, Verfahrenstechniker in Anlagenbau und -optimierung
• Technisch versierte Anlagenbetreiber
• Dozenten und Studierende, die die Biogastechnologie vertiefen

Die Autoren

Gerhard Langhans
Dresden, Sachsen, Deutschland

Michael Nelles
Rostock, Mecklenburg-Vorpommern, Deutschland

Frank Scholwin
Weimar, Thüringen, Deutschland

Sören Weinrich
Münster, Deutschland

Englische Fassung

Handbook on the balancing of biogas plants for engineers – Volume I
Fundamentals and methods for assessment and balancing in practice

Foreword Volume 1:

In research and consulting on all aspects of complex biogas technology, technological types and sizes of biogas plants, technological challenges arise time and again of which we are convinced that they have already been solved in engineering terms. The only problem we always have is, that just the wanted specific solutions cannot be found neither in the technical literature nor on the Internet. As a rule, the technical literature generally provides a good overview and offers theoretical solutions – however in practice, to apply the global formulas, practitioners also often need a number of parameters that are either extremely complex to derive with a high risk of error or must first be measured in practice. Documented empirical values are often missing or cannot be found.

Against this background, we are extremely pleased that Dr.-Ing. Gerhard Langhans, in over 40 years of biogas practice, has been able to deal with almost all conceivable engineering and process-biological challenges of biogas production in most fields of application from slurry biogas plants to the food industry, the fermentation of residual waste to wastewater treatment. However, he has not only dealt with concrete problem solving, but has also meticulously collected his solutions and experiences, thus amassing a unique wealth of experience and data. It is an immense pleasure for us to be able to accompany him in documenting this treasure in book form.

We would also like to take this opportunity to thank Angela Clinkscales and Esteban Rodriguez, who have painstakingly compiled texts, tables, and illustrations of the book from practical life into the required format.

Over the decades, nomograms, collections of parameters and formulae with a wide range of validity have emerged from the collection of data, always focussing on the practical application of the findings for plant technology and plant operation. This book will therefore provide both practitioners and scientists with the context they have ‘always’ been looking for and will provide suggestions for using previously little-known correlations to explain observed phenomena in plant operation.

A large number of specialist books and guidelines are dedicated to describing methods for recording measured variables on biogas plants – Gerhard Langhans goes far beyond this by clearly focussing on the practical applicability and interpretation of the measured variables and deriving conclusions on the reliability of assessment methods in practice.

We assume that the book can give an additional boost to biogas technology, which is on the rise internationally, in order to avoid planning errors and to open up new markets on an even better technological and process-biological basis. In particular, the declining support for the construction or operation of biogas plants in some countries places greater demands on the economic efficiency and optimization of existing biogas plants.
Many of the findings summarized here can be transferred to existing plants and will contribute to help to overcome existing challenges. The new generation of biogas plants in all performance classes must be more efficient, guarantee safe plant operation and enable the amortization of investments.

Biogas technology is an essential component of renewable energies and climate protection through the sensible utilization of existing residual materials and waste to provide heat, electricity and fuel as well as for the complete recycling of increasingly important plant nutrients. The technology will retain this role for the foreseeable future, and the international expansion potential is enormous.

Blurb from the cover:

Biogas production is possible in a wide range of applications, resulting in a variety of engineering and process biology requirements that often present practitioners with special challenges. This is where the handbook comes in and prepares the scientific fundamentals of anaerobic process control for practical challenges (applicability, interpretation of measured variables, reliability of evaluation methods; nomograms, parameter collections).

The authors bring with them several decades of experience in virtually all applications.

 From the content

– Substrate parameters for process analysis
– Process engineering and balancing the heat balance
– Anaerobic metabolism and methods of gas yield determination
– Material behaviour in the fermenter, toxicity, water consumption
– Residence time, process disturbances and synergies

The target groups

– Engineers, process technicians and engineering biologists in plant construction as well as plant operators and approval authorities
– Service providers for maintenance, service, and procedures of optimization of biogas plants 
– Lecturers and students from the fields of environmental engineering, agricultural engineering, raw materials management,
   in particular renewable raw materials, bioenergy, engineering biology and urban water management

Handbook on the balancing of biogas plants for engineers – Volume II
Fundamentals and methods for assessment and balancing in practice

Foreword Volume 2

Energy policy is currently undergoing a change from the dominant use of fossil fuels as energy sources fossil fuels as energy sources with their resulting release of climate-damaging greenhouse gases and the accompanying large-scale destruction of ecologically important resources towards the climate-neutral utilization of energy from renewable sources such as biomass, wind-, hydro-, and solar power. Biomethane production is based on the anaerobic bacterial decomposition of biomass, whereby no fossil carbon is released, as only carbon from the current short-term cycle between biomass formation and its return to the ecological cycle through biochemical processes is used.

A comparable production of hydrogen by means of biotechnological processes as a fuel gas, whose thermal utilization only releases water and takes place without greenhouse gas emissions, is also possible. In the medium term, however, biomethane production will dominate, as there is a well-developed infrastructure for methane storage, transport and utilization that can be used immediately, while a comparable infrastructure for hydrogen with special material and safety requirements must first be realized.

The process of stabilization/ mineralization of organic biomass in kind of metabolic reduction through anaerobic fermentation (‘digestion’) with the release of methane as a fuel gas has also been used for some time as an industrial large-scale process. The aim of this development is to shorten the very long digestion times under natural conditions in the interests of economic process management. This has led to a large number of optimized process variants, adapted to specific process conditions.

Since the 1990s, anaerobic digestion has been increasingly used for the anaerobic stabilization of municipal biowaste in order to avoid landfilling and to reduce the traditionally expensive and emission-intensive composting process.

The aim of using biomethane to reduce the use of fossil fuels and achieve the climate-neutral short-term carbon cycle supported the accelerated establishment of large-scale biogas plants in the agricultural sector in the first decade of the new millennium, using renewable raw materials (preferred in kind of agricultural products) as fermentation substrates. However, the large-scale cultivation of monocultures required for this triggered resistance to this development on the grounds that it would disrupt the ecological balance and significantly reduce the diversity of flora and fauna.
This trend towards increased fuel gas substitution from renewable raw materials has therefore been halted and the focus of development has been placed on the direct utilization of wind-, water- and solar power. However, the problem is that it is not possible to regulate or store this generated electricity as required. The discussed variant of using electricity that cannot be utilized immediately for hydrogen production via water hydrolysis again comes up against the restrictions imposed by the infrastructure for the use of hydrogen, which is currently not available across the board.

For this reason, more and more work is being done to establish the bio-reforming of carbon dioxide by means of hydrogen to methane and water to convert the CO₂ content of the biogas into methane using hydrolysis hydrogen. This allows the methane yield of existing biogas plants to double virtually without additional substrate input; the ‘green’ electricity generated is converted into a storable fuel gas and the existing ‘methane’ infrastructure can be used immediately.

Another aspect of the economically important ecological reorganization of energy supply is the increased use of organic residues, especially from food production and related industries, as substrates for biogas plants. These residues have traditionally been used in many cases as animal feed in industrial livestock farming, but also as a source of carbon in composting plants, as they are largely free of pollutants, which facilitates their use in these quality-sensitive areas.

The effects of the worsening energy crisis in connection with the the intended restriction of the use of fossil energy sources is prompting many companies in the food-processing industry to consider the suitability of their organic production residues as substrates for an in-house biogas plant to reduce the the use of fossil fuels to cover their thermal and electrical energy requirements. This development is supported by the observable trend towards a reduction in industrial animal production, which also reduces the demand for industrial organic residues as animal feed and means that other sales areas must be developed for their sustainable utilization. Due to this market situation, the further project development of biogas plants is characterized by taking into account, the site-specific requirements for realization are becoming increasingly demanding in terms of the quality of process balancing. While in the early days of biogas plant development, the focus was on anaerobic substrate stabilization and available biogas yields as a result of the biotechnological process that was accepted as a ‘black box’ in many detailed areas, an increasingly holistic concept of the plants is now the subject of balancing.

Based on the demand for sustainable protection of the ecosphere from further global environmental changes caused by human activity, modern process- and plant balancing includes the technological process influences and the analytical description of

– material flow and analytical description of the fermentation substrates through all process stages up to the treatment and utilization of the
   fermentation residues,
– all emissions in the gaseous-, liquid- or solid-state, but also the influence of noise, light and heat on the environment and the resulting
   impact on flora and fauna.
– permanent sealing of ground surfaces, reduction of natural flowing or standing surface water, including the deforestation of existing trees
   to create space for construction,
– biotechnological, chemical, and physical process parameters to be optimized,
– the energy and heat balance of the overall system,
– the required use of process auxiliaries and other operational input materials,
– ensuring plant safety and compliance with prescribed hygiene standards, to exclude pathogenic hazards,
– process variants to be realized and the technologies and equipment selected for this purpose,- innovative developments integrated into the
   plant with increased risk potential on environmental compatibility and the economic viability of the plant.

The complex interdependencies of the interdepartmental relationships required for this interrelationships place high demands on the selection and verification of the modelling and balancing parameters required.

For selected key areas, in particular process engineering and process technology, this book, following on from the collection of basic material in the first volume, attempts to provide guidance on holistic balancing.

Blurb from the cover

This handbook helps to close the gap between general textbooks on biogas technology and data and findings from individual publications that are difficult to generalize in such a way that process balancing is made possible in practice.

Building on the evaluation of the theoretically physical-, chemical-, and biochemical- principles for generalized use in process balancing carried out in Volume 1, Volume 2 provides assistance for the evaluation of operating results for process planning and optimization on the basis of practical data and the correlations derived from it.

The content

Volume 2 uses various balancing tasks and extensive data material from practical plants to present balancing options and their parameter modelling for use in practice, including mass balances, reactor dimensioning, individual process- and energy balances through to future perspectives that can be implemented in practice.

The target groups

– Engineers, process technicians in plant construction and optimization
– Technically experienced plant operators
– Lecturers and students specializing in biogas technology

The authors

Gerhard Langhans
Dresden, Saxony, Germany

Michael Nelles
Rostock, Mecklenburg-Western Pomerania, Germany

Frank Scholwin
Weimar, Thuringia, Germany

Sören Weinrich
Münster, Germany