Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Früherkennung und Behebung von Fehlgärungen zur Erhöhung der Prozeßsicherheit und Schadensverhütung in Biogasanlagen unter besonderer Berücksichtigung der Propionsäuregärung; Teilvorhaben 2

Anschrift
Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V.
66953 Pirmasens
Marie-Curie-Str. 19
Kontakt
Dr. Stefan Dröge
Tel: +49 6331 2490-846
E-Mail: stefan.droege@pfi-biotechnology.de
FKZ
22003008
Anfang
01.04.2008
Ende
31.03.2011
Aufgabenbeschreibung
Verbesserung der Prozeßsicherheit von Biogasanlagen durch eine frühzeitige Erkennung und Vermeidung von Fehlgärungen Propionsäurebildung stellt in Biogasanlagen ein häufig zu beobachtendes Problem dar, das den Anlagenbetrieb stark beeinträchtigt. Deshalb soll zunächst die an der Propionsäurebildung und -abbau beteiligte mikrobielle Flora in Biogasanlagen isoliert, identifiziert und charakterisiert werden. Auf der Basis der gewonnen Isolate werden Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure entwickelt. Potentiell geeignete Mikroorganismen werden im Labor- und halbtechnischen Maßstab optimiert. Ausgewählte Kulturen werden dann in laufenden Biogasanlagen unter realen Bedingungen getestet. Parallel erfolgt die Entwicklung von Schnelldetektionsmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung ausgewählter Leitorganismen. Entwicklung von marktfähigen Starterkulturen zum Propionsäureabbau. Zur Früherkennung von Fehlgärungen werden Kits zur Schnelldetektion der beteiligten Mikroorganismen angeboten, um zeitnahe Gegenmaßnahmen zu ermöglichen. Die Ergebnisse werden als Publikationen den Betreibern von Biogasanlagen zur Verfügung gestellt und fließen in den bestehenden Beratungsservice ein.
Ergebnisdarstellung
Die im Rahmen des Projektes erzielten Ergebnisse erbrachten wesentliche neue Erkenntnisse über die mikrobiellen Interaktionen und Zusammensetzung der Mikroorganismen, welche an der Bildung und dem Abbau von organischen Säuren im Biogasprozess beteiligt sind. Im Rahmen von umfangreichen Anreicherungs- und Kultivierungsansätzen konnten stabile syntrophe Mischkul-turen zum Abbau von Propionsäure aus Praxisanlagen gewonnen werden. Mittels spezieller Wachstumsmedien ließen sich die Kulturen stabilisieren und dauerhaft kultivieren. Im Rahmen verschiedener Experimente im Labormaßstab konnte ein effektiver Propionsäureabbau durch die gewonnenen Konsortien nachgewiesen werden. Darüber hinaus konnte der Einsatz der Kulturen für einen verbesserten Abbau von Propionsäure unter praxisnahen Bedingungen im Rahmen von dynamischen Gärtests demonstriert werden. Weiterhin konnten verschiedene hydrolytische Bakterien, welche an der Bildung von Propionsäure beteiligt sind, isoliert und charakterisiert werden. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass insbesondere der Einsatz stärkereicher Substrate zu einer verstärkten Bildung von Propionsäure in Biogasanlagen führt. Ein wichtiger Zwischenschritt in diesem Prozess ist die Bildung von Milchsäure welche anschließend zu Essig- und Propionsäure abgebaut wird. Zurzeit werden Versuche zum Einsatz dieser Mischkulturen als Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure in Biogasanlagen von halbtechnischen bis technischen Maßstab durchgeführt.

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