Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: BiogasFingerprint - Flexible Steuerung der Biogasproduktion mittels bioinformatischer Populationsanalyse; Teilvorhaben 2: Flexible Steuerung eines Pfropfenstromfermenters mit nachgeschaltetem Rührkesselfermenter

Anschrift
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Torgauer Str. 116
04347 Leipzig
Kontakt
Ulf Müller
Tel: +49 341 2434-370
E-Mail: ulf.mueller@dbfz.de
FKZ
22009114
Anfang
01.02.2015
Ende
30.04.2018
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen dieses Projektteilvorhabens galt es, verschiedene Betriebsweisen an einem Pfropfenstrom-fermenter mit nachgeschalteten Rührkesselfermenter zu untersuchen. Hierbei zeigte sich, dass der als Hauptfermenter fungierende Pfropfenstromfermenter einen sehr robusten Betrieb ermöglicht. Der Substratchargenwechsel der Maissilage löste stärkere Prozessschwankungen aus als beispielsweise ambitionierte Raumbelastungssteigerungen. Das zu etablierende durchflusszytometrischen Verfahren kann die ausgeprägten Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaft in Reaktion auf veränderte Prozesszustände darstellen. Die mikrobielle Gemeinschaft zeigt, schwache strukturelle Dynamik im Tagesverlauf. Dies bedeutet, dass kurzfristige Flexibilisierungsansätze zum Ausgleich der tageszeitlichen Energienachfrageschwankungen die funktionelle Flexibilität der vorherrschenden mikrobiellen Gemeinschaft ausnutzen. Längerfristige Ansätze basieren hingegen auf strukturellen Anpassungen der mikrobiellen Gemeinschaft. Die im Projekt identifizierten, mit effektiver Methanproduktion korrelierenden Schlüsselteilgemeinschaften eignen sich hervorragend zur gezielten Überwachung und Steuerung dieser Anpassungen.
Aufgabenbeschreibung
Gesamtziel des Vorhabens war die Etablierung eines durchflusszytometrischen Verfahrens zur schnellen Analyse von Prozesszuständen in Biogasanlagen. Der technische Betrieb von Fermentern sollte hinsichtlich der einzuhaltenden Prozessparameter stabilisiert, gesteuert und optimiert werden um im Anschluss die Methanerzeugung zu flexibilisieren. Dazu wurde ein Pfropfenstromfermenter mit nachgeschaltetem Rührkesselfermenter an der Forschungsbiogasanlage bei unterschiedlichen Raumbelastungen (zwischen 0,6 – 12 kgoTS m-3 d-1) und Verweilzeiten (15 – 850 d) betrieben. Der Betrieb wurde mit etablierten abiotischen Analysen und dem innovativen durchflusszytometrischen Verfahren abgebildet. Maissilage und Rindergülle (meist 80 % zu 20 %) wurden in einer Co-Fermentation als Substratmix verwendet. Weiterhin wurde der Einfluss der Durchmischung auf den Biogasprozess untersucht. Abschließend wurden die Prozessschwankungen durch Umstellung von mesophiler Fahrweise auf thermophile Fahrweise untersucht.

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