Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Technisch-betriebswirtschaftliche Evaluation und Validierung eines Prognosemodells zur Abbaukinetik von lignocellulosereichen Einsatzstoffen für die Flexibilisierung des Biogasprozesses in der Praxis; Teilvorhaben 2: Modellierung der Abbaukinetik - Akronym: LignoFlex

Anschrift
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Landtechnik und Tierhaltung
Vöttinger Str. 36
85354 Freising
Projektleitung
Susanne Höcherl
Tel: +49 8161 8640-3796
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR441
Anfang
01.04.2020
Ende
31.05.2023
Ergebnisverwendung
Vom Teilprojekt 2 wurde die Weiterentwicklung und Anpassung eines Modells an Koppelprodukte und landwirtschaftliche Reststoffe, die am Standort Deutschland praxisrelevant sind, zur Vorhersage der Biogasausbeute und Abbaugeschwindigkeit von lignocellulosereichen Einsatzstoffen erreicht. Dazu wurden fünf wirtschaftlich bedeutende landwirtschaftliche Rest- und Koppelprodukte ausgewählt, die zur Verbesserung ihrer Gäreigenschaften den Aufbereitungstechniken der Zerkleinerung, der alkalischen Hydrolyse und der Silierung unterworfen wurden. Es zeigte sich, dass Substrataufbereitungstechniken die Rest- und Koppelrodukte unter entsprechend verbesserten, wirtschaftlichen Rahmenbedingungen durchaus konkurrenzfähig machen können. Die Ergebnisse der Batch-Gärversuche aus diesen Substraten zeigten eine gute Übereinstimmung zwischen experimentell ermittelten und den aus der Futtermittelanalytik berechneten Kenngrößen des Methanpotenzials und der Hydrolysekonstante, die in den (semi)- kontinuierlichen Durchflussversuchen an vielversprechenden Kombinationen von Rest- und Koppelprodukten und Aufbereitungsverfahren bewertet wurden. Dabei zeigte sich, dass der in den Batch Gärversuchen erzielte Effekt der Substrataufbereitung entgegen den Erwartungen und den Literaturangaben z.T. reproduziert werden konnte. Aus den Ergebnissen wurde ein kinetisches Modell der Methanproduktion auf Basis einer fermentierbaren Substratfraktion sowie einer einstufigen Umsetzung des Substrats zu Methan definiert. Die Validierung dieses Modells wurde in 2 landwirtschaftlichen Biogasanlagen durchgeführt. Auf dieser Basis wurde ein Prognosemodell zur Abschätzung der notwendigen Verweilzeit von Substraten in Biogasanlagen für den definierten Abbaugrad eines Substrates entwickelt, das als Basis für das im Teilvorhaben 4 entwickelte Web-Tool diente.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des Verbundvorhabens wird eine praxistaugliche Vorhersagemethode zur Abbaukinetik von lignocellulosereichen Einsatzstoffen evaluiert. Darüber hinaus werden biologische, chemische und mechanische Substrataufbereitungen zur Verbesserung der Abbaukinetik bewertet. So entsteht die Möglichkeit, durch gezielte Eingriffe (Dosierung der einzelnen Einsatzstoffe) direkten Einfluss auf den Ablauf der Methanbildung zu nehmen, um eine flexible Betriebsweise einer Biogasanlage zu optimieren.

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