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Koordinierendes Institut

Projekt

Titel:Fehlvergärungen und Prozessstörungen in landwirtschaftlichen Biogasanlagen - Etablierung und Umsetzung eines Labor- und Verfahrensprotokolls zur zeitnahen Ursachenaufklärung unter besonderer Berücksichtigung der Systemmikrobiologie (BIOGAS-LIVE)
Beginn:01.11.2014
Ende:31.12.2017
Koordinierendes Institut:Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB), Potsdam
Koordinator:Susanne Theuerl
Förderung:Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR), Gülzow
Förderkennzeichen:22013913
  
Angesiedelt im Forschungsprogramm:Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse
Kurzbeschreibung:Prozessstörungen in Biogasanlagen verursachen im Einzelfall Ertragsausfallschäden von mehr als 100.000 Euro. Neben physikalischen und operativen Problemen kann auch eine unausgewogene Systemmikrobiologie Ursache für Fehlvergärungen oder suboptimale Biogaserträge sein.
Nach derzeitigem Kenntnisstand kann davon ausgegangen werden, dass in Biogasreaktoren unterschiedlich strukturierte und zudem zeitlich und räumlich variierende mikrobielle Gemeinschaften vorliegen, ohne dass die Reaktorleistung sichtbar beeinträchtigt ist. Da sich aus diesem Grund eine "optimale" Biogas-Gemeinschaft nicht definieren lässt, ist ein alternativer Ansatz zur Ermittlung besonders prozessbeeinflussender Mikroorganismen die detaillierte Charakterisierung der Sytemmikrobiologie bei Fehlvergärungen bzw. Prozessstörungen, nach Möglichkeit im Praxismaßstab. Entsprechende Arbeiten sind jedoch nur schwer umzusetzen, da Anlagenbetreiber nicht bereit sind, gut laufende Anlagen durch eine Variation des Prozessregimes zu gefährden und Störungen in der Praxis schwer im Voraus prognostiziert werden können. Langzeitbeobachtungen einzelner Praxis-Anlagen sind zudem mit einem hohen logistischen Aufwand verbunden, ohne jedoch das Auftreten von Prozessstörungen im Beobachtungszeitraum zu garantieren.
Abstract:Process faults in biogas plants may cause in individual cases ecomomic losses of more than 100,000 Euros. In addition to physical and operational problems an unbalanced system microbiology can be the reason for failure or suboptimal fermentation processes and reduced biogas yields. According to current knowledge it can be assumed that in biogas reactors there are differently structured and also temporally and spatially varying microbial communities without impairing the performance. As for this reason an "optimal" biogas community is impossible to define, an alternative approach for identifying microorganisms, particularly process affecting species, is the detailed characterization of the sytem microbiology in case of fermentation or process failures, where possible on practice scale. However, these tasks are difficult to implement, because plant operators are not willing to compromise well performing systems by a variation of the process. Also, in practice, disturbances are difficult to predict in advance. Long-term observations of individual biogas plants are associated with a high logistic effort without guaranteeing the presence of process disturbances in the observation period.
 

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