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Das "Kleine 1x1" der Ammoniakbindung


Ammoniak entsteht beim Abbau eiweißreicher Substrate.

Hierzu zählen nicht nur Pferdekot und Geflügelkot, Rinder- und Schweinegülle, sondern auch Grassilage, GPS und Getreide, sowie Körnermais und CCM.

Problematisch im Fermenter wird es einerseits bei einem „Zuviel“ an Eiweiß als auch bei einem „Zuwenig“

Das Eiweiß der Substrate wird im Fermenter von den Bakterien zu Aminosäuren abgebaut. Diese wiederum werden zu Ammonium-N bzw. Ammoniak abgebaut, welche in einem chemischen Gleichgewicht stehen und sich ineinander umwandeln.

Die Menge an Ammoniak im Fermentersubstrat hängt dabei stark vom pH-Wert und der Temperatur ab, bei hohen Temperaturen etwa liegt das „Gleichgewicht“ mehr auf Seiten des Ammoniaks.

Deshalb wird auch während der Laboruntersuchung das vorhandene Ammoniak in Ammonium-N umgewandelt und im Laborergebnis angegeben.

Ein optimaler Gehalt an Ammonium-N liegt hier ungefähr zwischen 2 und 3% der Trockenmasse, unabhängig von der jeweiligen Fahrweise (mesophil,thermophil).

Liegt der Gehalt hier unter 2% der Trockenmasse kann während der Hydrolyse weniger Eiweiß produziert werden, aus welchem die Enzyme bestehen, die das Substrat aufspalten.

Ein geringer Gehalt an Ammonium-N führt also dazu, dass auch weniger Enzyme produziert werden, was dazu führt, dass das Substrat unzureichend aufgespalten wird, was sich nachhaltig negativ auf die Viskosität auswirken kann (Fermenter wird dickflüssig)

Kommen wir nun aber in den Bereich von Ammonium-N-Gehalten über 3 % wird die Temperatur wichtig.

Große Mengen an Ammoniak führen hier zu einer Hemmung während der Hydrolyse. Die Bakterien fahren ihren Stoffwechsel runter, um sich vor dem Ammoniak zu schützen, was sich negativ auf die Viskosität auswirken kann.

Durch Ausgasung gelangt das Ammoniak aber auch ins Biogas und kann die Maschinenteile angreifen. Der Ammoniakgehalt im Biogas innerhalb des Fermenters lässt ebenfalls Rückschlüsse auf eine Hemmung zu.

In der Praxis hat sich gezeigt, dass Sie bei einem Ammonium-N Gehalt von über 3% in der Trockenmasse über den Einsatz eines geeigneten Ammoniakbinders nachdenken sollten, da hier von einer starken Hemmung Ihrer Fermenteraktivität auszugehen ist.

Unser NH-Binder ist ein fein gemahlenes mineralisches Additiv zur frühzeitigen Bindung von Ammonium. Durch die enorme Größe seiner inneren Oberfläche vergrößert bereits 1 Gramm die für methanbildende Mikroben verfügbare Fläche um bis zu 1000 m².

Die Oberflächenstruktur von Ammonium bzw. Ammoniak ist der Oberflächenstruktur des NH-Binders sehr ähnlich, daher ist die Reaktionsfähigkeit mit den biogasbildenden Mikroben besonders stark ausgeprägt. Diese Oberfläche liefert einen optimalen Haftgrund für die durch den NH-Binder angesaugten Ammonium-Kationen, der dank des feinporigen Untergrunds gegeben ist. Beim Zusammenschluss der beiden Oberflächenstrukturen bilden sich Biofilme, diese bieten ideale Wachstumsflächen für die biogasbildenden Mikroben im Fermenter und verbessern die Viskosität nachhaltig. Deshalb entstehen deutlich geringere Rührkosten.

Die Ammoniakbelastung innerhalb des Fermenters nimmt durch die erhöhte Stoffwechselaktivität spürbar ab, daher stabilisiert sich der Gärprozess. Bei Ammoniakbelastungen führt unser NH-Binder immer zu einer Steigerung der Biogasausbeute.

Der NH-Binder sorgt für verringerte Ammoniakemissionen und weniger Stickstoffverlust bei offener Lagerung und Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen, hierdurch können Mineraldünger eingespart werden.
Die Düngemittelqualität des Gärsubstrates wird außerdem durch hohe Stickstoffverfügbarkeit für Pflanzen verbessert.

Die org. Düngung wird unter der DVO (170 Kg org. N/ha) deutlich effektiver.

Vorteile im Überblick

  • Deutliche Vergrößerung der biologisch verfügbaren Fläche für biogasbildende Mikroben
    → Mengenmäßige Erhöhung der mikrobiellen Biomasse
  • Verbesserung der Viskosität im Fermenter
    → Nach Ausbringung des Gärrestes ist Ammonium-N sofort pflanzenverfügbar
    → Kosten- und Energieersparnis durch geringeren Rühraufwand
    → Reduzierung von Schaumbildung durch eingebrachte Substrate
  • Begrenztes Ausgasen von Ammoniak aus dem Gärprodukt
    → Ergebnis: Verminderung der Ammoniumtoxizität innerhalb des Gärprozesse
  • Durch Ammoniakbindung wird die Ammoniakemission sowohl bei offener Lagerung als auch bei der Ausbringung auf landwirtschaftlichen Flächen verringert.

  • Ammoniakgeruch wird deutlich reduziert

Hierzu beraten wir Sie selbstverständlich gerne jederzeit!