Demand-oriented biogas production and biogas storage in digestate by flexibly feeding a full-scale biogas plant

---

Bioresource Technology 332 (2021) 125099
Available online 9 April 2021
0960-8524/© 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Demand-oriented biogas production and biogas storage in digestate by 
flexibly feeding a full-scale biogas plant 
Benjamin Ohnmacht
*
, Andreas Lemmer , Hans Oechsner , Philipp Kress 
University of Hohenheim, State Institute of Agricultural Engineering and Bioenergy, Garbenstr. 9, Stuttgart 70599, Germany
H I G H L I G H T S
G R A P H I C A L A B S T R A C T
•
A theory of biogas storing capacity of 
digestate was introduced. 
•
A new approach to analyse the stored 
biogas was developed. 
•
Flexible biogas production was investi-
gated in a full-scale CSTR. 
•
Biogas storing capacity of digestate was 
shown to be negligible. 
•
The stirring time significantly influ-
enced the flexible biogas production.
A R T I C L E I N F O
Keywords: 
Full-scale 
Demand-oriented 
Modelling 
Mixing 
Assimilation 
A B S T R A C T
This work studied the demand-oriented biogas production and the biogas storage in digestate by flexibly feeding 
a full-scale research biogas plant. The investigated continuous stirred tank reactor (CSTR) was equipped with a 
fast-moving submersible motor mixer and a slow-moving inclined shaft agitator. A model for the biogas storage 
in digestate was introduced and tested in full scale using temporally highly resolved volume flow measurements. 
An increase in mixing time led to a faster biogas production: A two to five hours reduction of the time to reach 
the maximum biogas production after feeding occurred in our experiments. However, no influence of the 
rheology and of the mixing regime on the methane yield could be derived from the measurements. Further, a 
30% reduction of the stored biogas in the digestate occurred when the viscosity was lowered by 66%. This 
knowledge can be used to enhance the existing biogas formation models.