Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Redoxpotenzial als Mess- und Steuergröße für Biogasanlagen

29.11.2011
Ascorbinsäure/Ascorbat erfolgreiches Reduktionsmittel im Technikumsversuch

Die Schmack Biogas GmbH hat umfangreiche Versuche zur Beeinflussung des Redoxpotenzials in Biogasanlagen durchgeführt. Als geeignetes Mittel zu dessen Erhöhung und damit zur Steigerung der Biogasproduktion erwies sich das Reduktionsmittel Ascorbinsäure in Kombination mit Ca-L-Ascorbat.

Die Versuche wurden in einem Technikumsfermenter mit Maissilage durchgeführt, die Übertragung auf Praxisanlagen mit diesem Substrat steht noch aus.

Gefördert wurde das Vorhaben vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über seinen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). Der Abschlussbericht steht auf www.fnr.de – Projekte & Förderung – Projekte unter dem Förderkennzeichen 22014008 zur Verfügung.

Das Redoxpotenzial ist eine elektrochemische Größe, die in Millivolt gemessen wird. Ein Stoff oder eine Flüssigkeit mit einem stark negativen (= hohen) Redoxpotenzial von zum Beispiel -400 mV ist reich an Elektronen und arm an Sauerstoff. Ein stark negatives Redoxpotenzial ist somit ein Indikator für ein anaerobes, sauerstoffarmes Milieu. Reduktionsmittel wiederum sind in der Lage, das Redoxpotenzial von Stoffen oder Flüssigkeiten „negativer werden zu lassen“, also zu erhöhen, in dem sie ihnen Sauerstoff entziehen und Elektronen an sie abgeben.

Diese Phänomene will die Schmack Biogas GmbH für die Steuerung von Biogasprozessen nutzen. Denn die Mikroorganismen insbesondere der letzten Stufe der Vergärung, der Methanogenese, sind strikt anaerob. Bei Anwesenheit von Luftsauerstoff kommt ihr Stoffwechsel zum Erliegen, die Biogasproduktion ist gestört. Bei einer stabilen Vergärung hingegen liegen die Redoxpotenziale etwa in einem Bereich von -350 bis -550 mV.

In dem Projekt untersuchten die Forscher anhand mehrerer mit Maissilage befüllten Laborfermenter, welche Reduktionsmittel geeignet sind, das Redoxpotenzial zu erhöhen und die Biogasproduktion positiv zu beeinflussen. Im Ergebnis erhöhte sich zum Beispiel nach Einsatz des sehr starken Reduktionsmittels Natriumsulfid die Gasausbeute deutlich, gleichzeitig stiegen jedoch auch die Schwefelwasserstoffgehalte im Gas. Dies kann bei Anlagen ohne Entschwefelung Probleme bei der Verbrennung im BHKW verursachen. Als bestes Reduktionsmittel erwies sich schließlich Ascorbinsäure in Kombination mit Ca-L-Ascorbat, allerdings musste parallel die Raumbelastung des Fermenters verringert werden.

Als Praxisanlage stand im Projekt nur eine Anlage mit dem Substrat Gülle zur Verfügung. Hier erzielte die Ascorbinsäure keine vergleichbaren Effekte, was die Wissenschaftler auf das elektropositive Redoxpotenzial der Gülle und die zu geringe Reduktionskraft der Ascorbinsäure zurückführten.

Die Forscher testeten auch die Presssäfte verschiedener Substrate selbst auf ihr Redoxpotenzial. Im Ergebnis liegt Maissilage bei -134 mV, während Welsches Weidelgras und Senf mit Schoten ein besonders hohes Redoxpotenzial von -400 bzw. -434 mV aufweisen. Versuche zeigten, dass sich durch Zugabe dieser Substrate ein optimales Milieu im Fermenter einstellen lässt, wenngleich der Effekt langsamer eintritt als bei der Gabe von Reduktionsmitteln.

Noch sind weitergehende Versuche zur Übertragung auf Praxisanlagen notwendig. Wenn sich die positiven Erfahrungen aus dem Technikum bestätigen, steht mit der Einstellung des Redoxpotenzials über chemische Zusätze ein direkt und schnell wirkendes Mittel zur Verfügung, um Störungen im Biogasprozess zu beheben.

Nicole Paul

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
OT Gülzow
Hofplatz 1
18276 Gülzow-Prüzen
Tel.: 03843/69 30-0
Telefax: 03843/69 30-102
e-Mail: info@fnr.de
V.i.S.d.P.: Dr.-Ing. Andreas Schütte
Nr. 2011-68 vom 29. November 2011

Dr. Torsten Gabriel | idw
Weitere Informationen:
http://www.fnr.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Geckos kommunizieren überraschend flexibel
29.05.2017 | Max-Planck-Institut für Ornithologie

nachricht Bauchspeicheldrüsenkrebs: Forschungsgruppe erprobt erfolgreich neue Diagnose- und Therapieansätze
29.05.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Neue Methode für die Datenübertragung mit Licht

Der steigende Bedarf an schneller, leistungsfähiger Datenübertragung erfordert die Entwicklung neuer Verfahren zur verlustarmen und störungsfreien Übermittlung von optischen Informationssignalen. Wissenschaftler der Universität Johannesburg, des Instituts für Angewandte Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena und des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien Jena (Leibniz-IPHT) präsentieren im Fachblatt „Journal of Optics“ eine neue Möglichkeit, glasfaserbasierte und kabellose optische Datenübertragung effizient miteinander zu verbinden.

Dank des Internets können wir in Sekundenbruchteilen mit Menschen rund um den Globus in Kontakt treten. Damit die Kommunikation reibungslos funktioniert,...

Im Focus: Strathclyde-led research develops world's highest gain high-power laser amplifier

The world's highest gain high power laser amplifier - by many orders of magnitude - has been developed in research led at the University of Strathclyde.

The researchers demonstrated the feasibility of using plasma to amplify short laser pulses of picojoule-level energy up to 100 millijoules, which is a 'gain'...

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebensdauer alternder Brücken - prüfen und vorausschauen

29.05.2017 | Veranstaltungen

49. eucen-Konferenz zum Thema Lebenslanges Lernen an Universitäten

29.05.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz an der Schnittstelle von Literatur, Kultur und Wirtschaft

29.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Intelligente Sensoren mit System

29.05.2017 | Messenachrichten

Geckos kommunizieren überraschend flexibel

29.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

1,5 Millionen Euro für vier neue „Innovative Training Networks” an der Universität Hamburg

29.05.2017 | Förderungen Preise