Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Optimierte Werkstoffauswahl für die anaerobe Vergärung nachwachsender Rohstoffe auf Basis der Kenntnis und Evaluation der Korrosionsprozesse, Teilvorhaben 4

Anschrift
Freie Hansestadt Bremen - Amtliche Materialprüfungsanstalt
28199 Bremen
Paul-Feller-Str. 1
Kontakt
Dr. rer. nat. Jan Kuever
Tel: +49 421 5370870
E-Mail: kuever@mpa-bremen.de
FKZ
22012012
Anfang
01.07.2012
Ende
30.06.2015
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Antrages ist es die Mikroorganismen,die für die Korrosion (microbially induced corrosion, MIC) verantwortlichsind zu identifizieren und auf den Oberflächen sichtbar zu machen. Hierfür werden sowohl mikrobiologische als auchmoderne molekularbiologische Methoden verwendet. Für Biogasanlagen sind bisher nur Belege für die Rolle von MIC aus Schadensfällen bekannt. Deshalb soll in diesemProjekt die Rolle von MIC und der dabei beteiligten Mikroorganismen anhand von ausgewählten Materialpüorben vonSWT-KST und ILT begleitend untersucht werden. Hierfür werden die folgenden Methoden benutzt: a) Identifizierungder Mikroorganismen über denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese und Klonierungen der 16SrRNA Gene undgegebenenfals des aprA Gens. Die erhaltenen Sequenzen werden phylogenetisch analysiert und in eine Stambaumeingerechnet. Als Referenz werden Proben aus dem Biogasfermenter benutzt. b)Visualisierung des Bewuchses aufder Oberfläche der Prüfkörper mittels Fluoreszensmikroskopie. c) Falls bestimmte Species dominat sind, können dieHauptverursacher durch die Verwendung spezifischer Fluoreszenz in situ Sonden (FISH) sichtbar gemacht werden.d) Kultiverungsversuche von korrosiven Mikroorganismen in geeigneten anaeroben Medien mit metallischem Eisenals Elektronendonator.
Ergebnisdarstellung
Der Auswahl der Werkstoffe lagen sieben repräsentative Schadensfälle aus der Praxis zu Grunde Ausgehend von den Ergebnissen der Schadensfälle und darauf aufbauend wurden die Labor- und Technikumsversuche ausgelegt. Die Ergebnisse ergaben eine gute Übereinstimmung mit den Beobachtungen in der Praxis. Daraus können folgende Hinweise für Biogasanlagen abgeleitet werden: Eine Erhöhung der Chlorid-Konzentration kann die Korrosion in einem Fermenter verstärken. Folglich gilt es den Einsatz von Chlorid-haltigen Additiven zum Zweck der Entschwefelung auf ein notwendiges Maß zu beschränken. Eine Erhöhung der Sauerstoff-Konzentration zur Steigerung der biologischen Entschwefelungsleistung kann die Korrosion in einem Fermenter ebenfalls verstärken. Die verstärkte Korrosion ist bedingt durch die Bildung von schwefliger Säure und Schwefelsäure durch Weiteroxidation des aus dem Sulfid-Schwefel resultierenden elementaren Schwefels. Biogene Korrosion findet vornehmlich an der Phasengrenzfläche Gas/Flüssigkeit im gesamten, wasserdampfgesättigten Gasraum statt, da Schwefel-oxidierende Bakterien zur Oxidation von Schwefelwasserstoff bzw. elementarem Schwefel Sauerstoff benötigen. Stark schwefelhaltige Substrate fördern die Bildung von erhöhten Schwefelwasserstoffkonzentrationen und können damit das beschriebene Korrosionsrisiko deutlich erhöhen. Unter Beachtung der vorstehend genannten Anforderungen können die in der Praxis eingesetzten metallischen Werkstoffe als grundsätzlich geeignet angesehen werden. Viele Schadensfälle sind auf konstruktions-oder baubedingte Mängel zurückzuführen. Unzulänglichkeiten in der Betriebsführung der Biogasanlage können ebenfalls zum Ausfall metallischer Werkstoffe führen. Die Ergebnisse des Projektes wurden auf dem projektbezogenen Fachgespräch am 29.09.2015 in Iserlohn präsentiert. Sie sind in dem Leitfaden „Korrosion metallischer Werkstoffe in Biogasanlagen" für jeden Interessenten zugänglich.

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