Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Inline-Messsystem für Biogasanlagen: Über den Säuregehalt Störungen schneller erkennen

20.04.2015

Essigsäure besserer Indikator für Prozessinstabilität als pH-Wert

Das Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik (KSI) und das Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte der Humboldt-Universität (IASP) legten in einem Forschungsprojekt den Grundstein für ein Inline-Messsystem, das Essig-, Propion- und Buttersäure direkt in der Anlage erfasst. Die Forscher zeigten auch, dass die Essigsäurekonzentration Prozessinstabilitäten deutlich eher und intensiver anzeigt als der pH-Wert.

Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert.

Eine kontinuierliche Überwachung der Konzentrationen organischer Säuren direkt in der Biogasanlage ist derzeit nicht Stand der Technik. Stattdessen müssen Proben entnommen und im Labor analysiert werden - eine schnelle Reaktion auf Prozessstörungen, die durch hohe Säuregehalte angezeigt werden, ist so nicht möglich.

Dem Forscherteam von KSI und IASP gelang es nun, die Grundlagen eines Messsystems zu entwickeln, das mit Essig-, Propion- und Buttersäure die wichtigsten organischen Säuren direkt im Biogasprozess erfasst. Das System beruht auf dem Prinzip der membranfreien Gasextraktion gelöster und flüchtiger Komponenten mit anschließender chromatographischer Auftrennung der einzelnen Bestandteile. Diese werden in einem nachgeschalteten Flammenionisations-Detektor analysiert.

In dem Projekt gelang es, mit dem System Essigsäure in einer thermophilen Laboranlage sechs Wochen und in einer mesophilen Praxisanlage vier Wochen lang erfolgreich zu messen. Weitere ebenfalls inline aufgezeichnete Betriebsparameter wie der pH-Wert sowie die CO2-, H2- und CH4-Konzentration wurden mit der Säurekonzentration korreliert.

Auch mit äußeren Stressbedingungen, z.B. einer Fütterungsumstellung oder inhomogenen Substraten, ließ sich der gemessene Säuregehalt in Verbindung bringen. Nicht zuletzt gewannen die Forscher dadurch auch neue, grundlegende Erkenntnisse zu den biochemischen Prozessen in Biogasanlagen.

Es konnte detailliert gezeigt werden, dass der Verlauf der Essigsäurekonzentration Prozessinstabilitäten deutlich eher und intensiver anzeigt als der pH-Wert und deshalb für die Prozessoptimierung und die sichere Vermeidung von Komplikationen im Gärprozess geeignet ist.

Zur Messung von Propion- und Buttersäure ist das Messsystem grundsätzlich genauso nutzbar, stößt aber an die Nachweisgrenzen des Messsystems, da diese Säuren in deutlich niedrigeren Konzentrationen im Prozess vorliegen.

Das Messsystem bietet eine vergleichsweise hohe Langzeitstabilität bei geringem Wartungs- und Kalibrieraufwand. Für mittelständische Unternehmen im Bereich Mess- und Sensortechnik böte es sich an, auf dieser Basis innovative, marktfähige Produkte und Anwendungen zu entwickeln.

Insgesamt können der Betreiber oder die automatische Anlagensteuerung mit Hilfe des neuen Messsystems potenziell schneller auf Prozessstörungen reagieren – ein Weg zu mehr Effizienz bei der Biogaserzeugung.

Die beiden Abschlussberichte stehen auf fnr.de im Menü Projekte & Förderung unter den Förderkennzeichen 22011110 und 22011811 zum Download bereit.

Pressekontakt:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
Nicole Paul
Tel.: +49 3843 6930-142
Mail: n.paul@fnr.de

Weitere Informationen:

http://www.fnr.de/projekte-foerderung/projekte/suche/

Dr. Torsten Gabriel | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Kobold in der Zange
17.01.2018 | Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

nachricht Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen
16.01.2018 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Im Focus: Scientists decipher key principle behind reaction of metalloenzymes

So-called pre-distorted states accelerate photochemical reactions too

What enables electrons to be transferred swiftly, for example during photosynthesis? An interdisciplinary team of researchers has worked out the details of how...

Im Focus: Erstmalige präzise Messung der effektiven Ladung eines einzelnen Moleküls

Zum ersten Mal ist es Forschenden gelungen, die effektive elektrische Ladung eines einzelnen Moleküls in Lösung präzise zu messen. Dieser fundamentale Fortschritt einer vom SNF unterstützten Professorin könnte den Weg für die Entwicklung neuartiger medizinischer Diagnosegeräte ebnen.

Die elektrische Ladung ist eine der Kerneigenschaften, mit denen Moleküle miteinander in Wechselwirkung treten. Das Leben selber wäre ohne diese Eigenschaft...

Im Focus: The first precise measurement of a single molecule's effective charge

For the first time, scientists have precisely measured the effective electrical charge of a single molecule in solution. This fundamental insight of an SNSF Professor could also pave the way for future medical diagnostics.

Electrical charge is one of the key properties that allows molecules to interact. Life itself depends on this phenomenon: many biological processes involve...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - März 2018

17.01.2018 | Veranstaltungen

2. Hannoverscher Datenschutztag: Neuer Datenschutz im Mai – Viele Unternehmen nicht vorbereitet!

16.01.2018 | Veranstaltungen

Fachtagung analytica conference 2018

15.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Projekt "HorseVetMed": Forscher entwickeln innovatives Sensorsystem zur Tierdiagnostik

17.01.2018 | Agrar- Forstwissenschaften

Seltsames Verhalten eines Sterns offenbart Schwarzes Loch, das sich in riesigem Sternhaufen verbirgt

17.01.2018 | Physik Astronomie

Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

17.01.2018 | Physik Astronomie