Bilanzierung der Prozessschritte

Zur Bilanzierung der Nährstoffströme ist es notwendig die Eingangs- und Ausgangströme sowie im Prozess entstehende Zwischenprodukte messtechnisch zu erfassen. Verwendet wurden hierfür Magnetisch induktive Durchflussmesser, die jeweils den Rohgärreststrom aus dem Nachgärer und den Volumenstrom der, in dem Trennschritt entstehenden, flüssigen Phase detektiert. Durch die Messung von zwei der drei Volumenströmen lässt sich schlussendlich der Massenstrom für die separierte feste Phase aus der Massenbilanz errechnen.

Im Fall von Problemen oder Messungenauigkeiten seitens der Messtechnik wird auf die theoretische Massenbilanz zurückgegriffen. Messungenauigkeiten können beispielsweise durch auftretende Schaumbildung während des Separationsschrittes verursacht werden, da dieser die Ergebnisse der MID beeinflusst und aus diesem Grund unplausible Volumenströme detektiert werden. Die Ausgangsströme werden in diesem Fall mit Hilfe der Massenbilanz aus den Laborergebnissen der Trockenrückstände (TR1, TR2, TR3) bzw. dem Trockensubstanz-Gehalt und dem Eingangsmassenstrom ermittelt.

Die Massenbilanz bezogen auf den Trockenrückstand sieht wie folgt aus:

Der Massenstrom kann durch substituiert werden. Die sich daraus ergebene Bilanz lässt sich dann so umformen, dass berechnet werden kann.

Daraufhin kann auch der Massenstrom ermittelt werden.

Nach dem gleichen Vorbild können auch die Einzelkomponenten bilanziert werden, da der Eingangsstrom gleich dem zu erwarteten Ausgangsstrom ist, wenn keine Akkumulations- oder Rückhalteeffekte während des Separationsschrittes auftreten.

Genau wie in der obigen Bilanz lassen sich hiermit fehlende Konzentrationen ermitteln. Auf der anderen Seite dient die Bilanzierung der einzelnen Nährstofffraktionen auch zur Identifikation von möglichen Messungenauigkeiten, da während der Versuchsdurchführung die Massenströme detektiert werden und sich somit Nährstoffverluste identifizieren lassen.

Definition Abscheidegrad:

Der Abscheidegrad der verschiedenen Gärrestfraktionen in den durchgeführten Verfahrensschritten kann durch Bilanzierung bestimmt werden. Der Abscheidegrad definiert dabei den Anteil der Eingangskomponenten, die nach dem entsprechenden Trennschritt noch im Ausgangsstrom zu finden sind und bezieht sich außerdem immer auf den Eingangsstoffstrom des entsprechenden Prozessschrittes.

Berechnen lässt sich dieser durch Division eines der Produktmassenströme durch den ursprünglichen Eingangsmassenstrom der betrachteten Einzelkomponente .