Technische Ausstattung

Der Apeli Kocher

Der APELI-Kocher, was in der lokalen Sprache “Kocher, der Haushalt und Umwelt schützt” bedeutet, wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten LabTogo-Projekts auf Grundlage der Bedürfnisse der Bevölkerung im ländlichen Togo entwickelt. APELI ist ein Gebläseherd mit drei Hauptteilen: einem Auslauf aus Keramik, einem Einlass, der hauptsächlich aus einer recycelten Dose besteht, und einem Ventilator. APELI wurde auf Grundlage der Norm ISO 19867-1:2018 getestet. Die Ergebnisse zeigten, dass der APELI im Hochleistungsbetrieb mit Holzpellets der Stufe 4 für Effizienz und PM 2,5 sowie der Stufe 5 für CO entspricht. Die Verwendung alternativer Brennstoffe ist möglich, kann jedoch im Vergleich zur Verwendung von Holzpellets zu höheren Emissionen führen. Weitere Informationen finden Sie hier und wenden Sie sich bitte an Dr. Dennis Krüger (Kontakt)

 

TLUD-Brenner im Labormaßstab

Unser kleiner Biomassebrenner (4,7 kW Brennstoff) arbeitet nach dem "top-lit updraft" (TLUD) Prinzip. Kurz gesagt wird der Brennstoff mithilfe eines Feueranzünders von oben entzündet und beginnt zu brennen, indem Gase freigesetzt werden. Primärluft strömt in der Brennkammer nach oben, während sich oben schwarze Holzkohle ansammelt und die heiße Pyrolysefront sich nach unten durch die feste Masse der Rohbiomasse bewegt und diese in Holzkohle umwandelt. Sobald die Verbrennung der Pyrolysegase abgeschlossen ist, wechselt die gelbe Flamme zu blau, was anzeigt, dass die sogenannte "Holzkohle-Brenn-Phase" beginnt. Am Ende des Prozesses kann die verbleibende Holzkohle mit höherem Heizwert in verschiedenen Anwendungen genutzt werden, z. B. als Brennstoff in Kochherden, um die Luftverschmutzung in Innenräumen und die Abholzung von Wäldern zu reduzieren, oder als Bodenverbesserer in Bodenanwendungen, um den pH-Wert des Bodens, die Nährstoffverfügbarkeit, die Feuchtigkeit und den organischen Stoffgehalt zu verbessern. Die TLUD-Technologie wird in vielen Teilen der Welt hauptsächlich zum Kochen verwendet und ist für ihre Fähigkeit bekannt, weniger Emissionen und Feinstaub freizusetzen und brennstoffflexibel zu sein. Weitere Informationen finden Sie hier

Kammerofen

Der auf die spezifischen Anforderungen zugeschnittene Prozess der Biokohleherstellung erfolgt in einem Kammerofen im Labormaßstab (CWF 12/23) der Carbolite Gero GmbH & Co. KG. KG wurde durchgeführt und mit einer Retorte modifiziert, um eine kontrollierte Atmosphäre erzeugen zu können. Der Ofen ist in der Lage, Temperaturen bis zu 1100 °C zu erreichen. Er ist mit einem Temperatursensor ausgestattet, der die Realisierung zuvor festgelegter Heizprogramme mit unterschiedlichen Heizraten und Verweilzeiten ermöglicht. Die Schaffung inerter Bedingungen erfolgt durch die Zufuhr von Stickstoff. Darüber hinaus kann eine weitere zusätzliche Gaszufuhr integriert werden, um eine bestimmte Wärmebehandlungsatmosphäre zu erzeugen. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Rafiandy Dwi Putra (Kontakt)

Küche: Kocher unter realen Bedingungen testen

In unserem Bereich Thermo-chemische Konversion entwickeln wir verschiedene Kocher arten für unterschiedliche Zwecke und Regionen. Daher müssen diese Kocher anhand verschiedener Kriterien wie Emissionen, Leistung, Sicherheit und Haltbarkeit getestet werden. Die meisten Kocher in der Literatur werden nur unter Laborbedingungen getestet, spiegeln jedoch nicht die Ergebnisse unter realen Bedingungen wider. Wir verfügen über eine voll ausgestattete (d. h. Wasser- und Strom), sogenannte “Küche”, um unsere Kocher unter realen Bedingungen zu testen. Die Küche wurde im Rahmen des ETH-Soil-Projekts finanziert. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Dennis Krüger (Kontakt)

Analytiklabor

Zur Charakterisierung von Biomasse und Biokohle verfügt das DBFZ über ein voll ausgestattetes Analytiklabor, dass ein breites Spektrum an Analysen anbietet. Weitere Informationen finden Sie hier

Das Angebot des Analytiklabors wird erweitert durch folgende analytischen Messgeräte welche durch die Mitglieder der AG betreut werden:

STA-FTIR-MS Kopplung & NETZSCH STA 449 F3 Jupiter®

Die gleichzeitige Anwendung der Thermogravimetrie und der Dynamischen Differenzkalorimetrie auf eine einzige Probe bringt großen Informationsgewinn gegenüber einer Anwendung in zwei verschiedenen Geräten:

  • Die Versuchsbedingungen sind für die TG- und DSC-Signale vollkommen identisch (Atmosphäre, Strömungsrate, Dampfdruck über der Probe, Heizrate, thermischer Kontakt, Strahlungseinflüsse etc).
  • Die Auswertbarkeit der Signale ist verbessert, da stets zwei oder mehr Informationen zum Probenverhalten gleichzeitig vorliegen (Unterscheidung von Phasenumwandlungen und Zersetzungen, von Additions- und Kondensationsreaktionen, von Pyrolyse-, Oxidations- und Verbrennungsreaktionen etc.).
  • Zur Aufklärung der chemischen und physikalischen Zusammenhänge der zu untersuchenden Prozesse von organischen und anorganischen Festkörpern, Flüssigkeiten und Polymeren hat sich die Emissionsgasanalyse (EGA) bereits als ein wichtiges Werkzeug etabliert. Dies wird durch die Kopplung des FT-IR-Spektrometers von Bruker Optik und 403 Aëolos® Quadro-Quadrupol-Massenspektrometer ermöglicht.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Andreas Schedl (Kontakt)

Perkin Elmer Spectrum Two Fourier-Transformations-Infrarot Spektrometer

Wir setzen auch ein Perkin Elmer Spectrum Two Fourier-Transformations-Infrarot (FTIR) Spektrometer mit Transmissions- und abgeschwächten Totalreflexionsmodulen (ATR) zur Unterstützung seiner Materialanalysefähigkeiten, zur Charakterisierung von Biomassen und Biokohlen ein. Bei der ATR-Technik wird eine Flüssigkeit oder ein Festkörper auf einen Diamantkristall gelegt und einem Infrarotstrahl über einen Wellenlängenbereich von normalerweise 2,5 μm bis 25 μm (Wellenzahlbereich 4000 cm-1 bis 400 cm-1) ausgesetzt, der den Diamantkristall durchdringt und eine abklingende Welle bildet, die die Oberfläche der Probe durchdringt und von ihr reflektiert wird. Infrarotlicht wird je nach chemischer Bindung im Material absorbiert oder emittiert, und die anschließend erzeugten spektralen Fingerabdrücke können herangezogen werden, um die Materialzusammensetzung zu bestimmen. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Andreas Schedl (Kontakt)