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Einflussfaktoren auf die Hydrolyse eines Stroh- und Heumixes

Vor dem Hintergrund einer steigenden Nachfrage nach erneuerbaren Energien wird durch eine räumliche und zeitliche Trennung von Hydrolyse und Methanogenese versucht, optimale Bedingungen für die Mikrobiologie der einzelnen Phasen zu erreichen. Besondere Aufmerksamkeit gilt hierbei dem gerichteten fermentativen Aufschluss schwer abbaubarer Nebenprodukte und Reststoffe durch spezialisierte Mikroorganismen. Damit sollen Verweilzeiten reduziert und die Abbauleistung gesteigert werden, was die Verwendung kleinerer Fermenter ermöglichen würde. Ein weiteres Ziel ist eine hohe Flexibilität bei der Wahl der Ausgangssubstrate zu erreichen. Daraus leitet sich die Frage ab, wie Reststoffe aus der Landwirtschaft mit einem hohen Anteil schwer abbaubarer Fraktionen (beispielweise Stroh) für die Biogasproduktion genutzt werden können.

Im Rahmen eines Batchversuches (Batch530) wurden die vier Einflussfaktoren organische Beladung, Aufenthalt, Temperatur und pH-Wert auf die Hydrolyseleistung sowie deren Wechselwirkungen untereinander bei der Vergärung eines Gemisches aus gleichen Teilen Stroh und Heu untersucht. Die Ergebnisse wurden in Rahmen einer Versuchsplanung (RSM) geplant und ausgewertet. Im Versuch Batch530 wurden der Ausgangs-pH-Wert, gefolgt von Aufenthaltszeit und Temperatur als wichtiger Einfluss auf die Hydrolyseleistung identifiziert. Ferner zeigte sich der kombinierte Einfluss von Temperatur und Ausgangs-pH-Wert als hochsignifikante Wechselwirkung. Die höchsten Abbauraten bei diesem Substrat wurden bei den höchsten Ausgangs-pH-Werten (6,9) und im niederen thermophilen Bereich (45 °C) erzielt. Die Erkenntnisse aus dem Versuch Batch530 wurden auf ein zweistufiges Fermentersystem übertragen (pH-Wert höchstens 6,7 um die Methanogenese zu vermeiden). In der Hydrolysestufe war eine sofortige Zunahme der Gesamtsäurekonzentration von 2 auf 10 g/kg FM bei gleichzeitiger Zunahme der Pufferkapazität (TAC-Wert) bzw. des pH-Wertes zu verzeichnen. Bei der Gesamtbetrachtung der Anlage ergab sich eine Zunahme des Abbaugrades der organischen Trockenmasse um 24 % gegenüber der Betriebsweise zuvor (Temperatur: 55 °C, pH-Wert: 4,9 bis 5,5).

Copyright:	© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock
Quelle:	5. Rostocker Bioenergieforum (November 2011)
Seiten:	9
Preis:	€ 0,00
Autor:	M. Sc. Carmen Marín Pérez Vasilis Dandikas Dr.-Ing. Konrad Koch Dr. Michael Lebuhn Dr. Andreas Gronauer
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