Online-Messungen in NawaRo-Biogasanlagen mittels Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIRS) zur Erfassung substratspezifischer Parameter

Die Biogaserzeugung aus erneuerbaren Energien gewinnt durch das novellierte EEG weiterhin an Bedeutung. Durch die zunehmende Inbetriebnahme neuer Biogasanlagen in den letzten Jahren hat sich jedoch auch der Anspruch an die Sicherheit, die Effektivität und die Ausnutzung der Anlagen erhöht. Ungeachtet dessen werden viele Biogasanlagen aufgrund fehlender Messtechnik oft nur im suboptimalen Bereich betrieben, um so Instabilitäten und ein Umkippen des Fermentationsprozesses zu verhindern. Momentan erfolgt die Prozesssteuerung meist intuitiv unter Verwendung von Parametern (wie z.B. die gebildete Biogasmenge), die eine schnelle und gezielte Prozessbeeinflussung nicht erlauben. Zur Optimierung und Stabilisierung des Biogasprozesses ist es notwendig den Zustand des Substrates im Fermenter genau zu kennen. Die Bestimmung der Fettsäurekonzentrationen sowie der Pufferkapazität mittels nasschemischer Analysen kann Aufschluss über die Güte des Substrates bzw. über den Fortschritt des Fermentationsprozesses geben.

Diese Vorgehensweise ist jedoch enorm zeitaufwändig und kann im Fall von Prozessstörungen ein rechtzeitiges Eingreifen zunichte machen und den gesamten Biogasprozess zum Erliegen bringen. Ziel des Forschungsprojektes ist die Weiterentwicklung eines Online-Messsystem auf Basis der Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIRS), um künftig Prozessschwankgen im Fermenter unmittelbar erfassen zu können. Dazu werden NIRS-Sensoren auf die substratspezifischen Parameter (flüchtigen Fettsäuren, TS-Gehalt und FOS/TAC-Wert) kalibriert, wodurch die Prozessstabilität im Fermenter online überwacht werden kann. Im Falle von Schwankungen im Biogasprozess kann somit rechtzeitig eingegriffen werden. Ziel des Vorhabens ist es, den Methanertrag bei der Vergärung von Biomasse zu optimieren und eine Steuerung des Prozesses zu ermöglichen.

 

 

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