Prof. Dr. habil. Bernd Linke
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30.04.2010

Im Rahmen des am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) durchgeführten Projekts wurde ein am ATB neu entwickeltes Verfahren zur Vergärung von Feststoffen erprobt und weiterentwickelt. Das Verfahren, das als Aufstromverfahren bezeichnet wird, basiert auf der spontanen Fest-/Flüssigtrennung im Reaktor, dem Aufsteigen der Feststoffe sowie der Zirkulation der Prozessflüssigkeit. Dadurch können der Durchmischungsaufwand reduziert und gleichzeitig die biologische Stabilität und Leistung erhöht werden. Am ATB wurden hierzu Fermentationsversuche im kleintechnischen Maßstab durchgeführt. Der Versuchsstand bestand aus einem Aufstromreaktor sowie mehreren unterschiedlichen Hochleistungs-Methanreaktoren. Diese wurden hinsichtlich ihrer Eignung zur kontinuierlichen Methanisierung der in der Flüssigphase gelösten Intermediate erprobt. Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass das Verfahren eine ausgesprochen hohe biologische Leistungsfähigkeit und Stabilität besitzt. Darüber hinaus konnte der Nachweis der grundsätzlichen technischen Machbarkeit von größeren, weitgehend automatisierten Anlagen erbracht werden. Für die weitere Optimierung und großtechnische Realisierung des Aufstromverfahrens lieferte die begleitend durchgeführte Entwicklung eines Prozessmodells wichtige Grundlagen. Damit sind die Voraussetzungen erfüllt, um das Aufstromverfahren in den Pilotmaßstab zu überführen.

Ziele des Vorhabens sind die Analyse und Optimierung des für die Vergärung von NawaRos neu entwickelten Aufstromverfahrens, mit einer hohen Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz, und die Bereitstellung notwendiger Grundlagen zum erfolgreichen Transfer des Verfahrens in die Praxis. Anhand eines kleintechnischen Versuchsstands wird die Funktions- und Leistungsfähigkeit des Aufstromverfahrens analysiert und optimiert. Zu optimieren sind dabei vor allem die Gestaltung der separaten Methanstufe sowie die Zusammenstellung der Substratmischung. Die Ergebnisse der experimentellen Analyse werden zur Modellierung und Simulation der biologischen und physikalischen Vorgänge sowie zur Entwicklung einer Mess- und Regelstrategie genutzt. Abschließend wird das Verfahren hinsichtlich seiner Funktions- und Leistungsfähigkeit bewertet und eine Wirtschaftlichkeitsprognose erstellt. Die Ergebnisse bereiten den Weg zur Umsetzung des Aufstromverfahrens in die praktische Anwendung, mit einem ökonomischen Nutzen sowohl für Hersteller als auch Anwender. Darüberhinaus werden die wissenschaftlichen Ergebnisse in Fachzeitschriften und auf Fachtagungen vorgestellt.