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 Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie