Durch Simulation optimierte Energieautarkie eines Lebensmittelbetriebes durch energetische Nutzung von Abfällen und Nebenprodukten

Das vorrangige Ziel dieses Projekts ist die energetische und wirtschaftliche Optimierung eines Schlachthofbetriebs durch intelligent verschaltete Wärmetauscher sowie der Wärmebereitstellung durch die biologische Verwertung von betrieblichen Abfällen und Nebenprodukten.

In Österreich fallen jährlich rund 370.000 Tonnen tierischer Nebenprodukte (TNP) aus der Fleischverwertung an, die aufgrund der strengen Hygienevorschriften eine kostenintensive Entsorgung verlangen. Ein bestimmter Anteil davon findet bereits als Co-Substrat (10-20% vom Gesamtsubstrateinsatz) in Biogasanlagen eine nachhaltige Verwertungsmöglichkeit. Aufgrund der hohen Stickstoffgehalte von TNP gab es bislang keine technische Möglichkeit der biologischen Monoverwertung.

Der zu untersuchende Betrieb stellt diesbezüglich eine Novität dar. Im Rahmen bereits abgeschlossener und aktueller Forschungsprojekte wurde das Ziel gesetzt, einerseits eine 100% Verwertung der TNP in einer angeschlossenen Biogasanlage und andererseits die Energiebereitstellung in den Produktionsprozessen alleinig durch das BHKW und durch Geothermie zu gewährleisten.

Im Rahmen des Projekts soll eine umfangreiche Lastganganalyse des gesamten Betriebs (inkl. Biogasanlage) sowie eine Analyse der Wärmetauscherkapazitäten durchgeführt werden. Durch Darstellung der einzelnen Ströme mittels entsprechender Simulationssoftware kann eine Optimierung durch Generierung eines intelligenten Wärmertauschnetzwerks unter Einbindung aller vorhandenen Energieströme erzielt werden.

In weiterer Folge soll der Effekt der reduzierten Stickstoffbelastung auf den Biogasprozess quantifiziert und simuliert werden. Im Labormaßstab durchgeführte Versuche mit Substraten aus der Industrieanlage liefern die entsprechende Abbaukinetik, die als Basis für die Simulation dienen soll. Aus den Ergebnissen der Simulationsrechnung, die mit international anerkannten und gebräuchlichen Programmen ( Matlab und Simulink) durchgeführt werden, wird ein Prozesssimulations- und steuerungstool programmiert, durch das einerseits eine höhere Betriebssicherheit und andererseits eine bessere Energieeffizienz, auch unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit, gewährleistet werden kann.

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