Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Prozessinhibierungen bei der Monofermentation von Grassilage - Ursachen und Vermeidung

Anschrift
Hochschule Anhalt - Standort Köthen - Fachbereich Angewandte Biowissenschaften und Prozesstechnik
06366 Köthen (Anhalt)
Bernburger Str. 55
Kontakt
Prof. Dr. Carola Griehl
Tel: +49 3496 67-2526
E-Mail: carola.griehl@hs-anhalt.de
FKZ
22015111
Anfang
01.03.2012
Ende
31.08.2014
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Forschungsvorhabens ist, die bei der Monovergärung von Grassilage zu Biogas auftretenden Prozessstörungen zu untersuchen und Möglichkeiten zum Ausschluss inhibierender Effekte aufzuzeigen. Damit sollen aus Grassilage hohe Biogasausbeuten erzielt werden und somit eine wirtschaftliche Alternative zur Energiegewinnung aus Mais in landwirtschaftlichen Biogasanlagen ermöglicht werden. Dazu sollen in Laborfermentern unterschiedliche Raumbelastungen geprüft und die Stoffwechselmetabolite für die Ursachen der Prozessstörungen ermittelt werden. Durch Variation der Verfahrensführung sollen dann die limitierenden Abbauschritte umgangen werden.
Ergebnisdarstellung
Als Grenz-Raumbelastungen bei einstufiger Prozessführung wurden mit 3,0 goTS/(L. d) (Monovergärung Grassilage) bzw. 3,5 goTS/(L. d) (Covergärung Grassilage mit Maissilage) geringfügig über den in der Literatur angegebenen Werten ermittelt. Durch die Co-Fermentation mit Gülle konnte die Raumbelastung, bis zu welcher der Prozess stabil fortgeführt werden kann, auf 4,0 goTS/(L. d) angehoben werden. Das vorhydrolysierte Substrat bei der Monovergärung führte ab einer Raumbelastung von 3,5 goTS/(L. d) bereits zu deutlichen Ausbeuteverlusten. Auch führten die Untersuchungen zur hydrolytischen Vorbehandlung im späteren Vorhabenzeitraum bei höheren Raumbelastungen zu technologischen Prozessstörungen. Die als Indikatorsubstanz bekannte Propionsäure konnte auch für diesen Anwendungsfall bestätigt werden. Weiterhin sehr gut geeignet für eine Frühindikation einer Prozessstörung ist die Phenylessigsäure. Im Gegensatz zur eingangs vermuteten Prozesshemmung durch den hohen Protein- und Stickstoffgehalt von Grassilage und der daraus zu erwartenden hohen Konzentration an inhibierend wirkendem Ammonium / Ammoniak stellte vielmehr die verfahrenstechnische Prozessführung in Form einer wirkungsvollen Durchmischung das eigentliche Problem dar. Bei entsprechender Vorbereitung der Grassilage vor der technischen Anwendung wird insgesamt die Covergärung mit Gülle oder anderen, protein- und kohlenhydratarmen Teilsubstraten zur Erweiterung des Inhaltsstoffspektrums und der Pufferkapazität empfohlen. Mit etablierter Hydrolysestufe scheint jedoch auch eine Monovergärung umsetzbar.

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