OptiMand

Optimierter Einsatz von Mühlennachprodukten zur bedarfsgerechten Bioenergieproduktion durch innovative Überwachungs-, Mess- und Regelungsmethoden

15.09.2016

30.09.2019

FKZ-Nr.:

03KB115

Optimierung der Hochlastvergärung von Mühlennachprodukten; Entwicklung einer Prozessüberwachung mittels innovativer online-Sensorik; Demonstration einer flexiblen anwendungsorientierte Prozessregelung

Das Gesamtprojekt thematisiert die biogene Reststoffnutzung und Prozessflexibilisierung zur bedarfsgerechten Energieproduktion. Für die flexible Biogasproduktion auf Basis von Getreideabfällen und Mühlennachprodukten wir eine modellgestützte Prozessregelung weiterentwickelt und im Anlagenmaßstab erprobt. Neben herkömmlichen Prozessanalysedaten sollen dafür Onlinesensoren zur Erfassung flüchtiger organischer Säuren im Gasstrom sowie im Gärmedium (Halbleitersensor und mikrobielle elektrochemische Sensorplattform) eingebunden werden.

KWK, Strom, Validierung Marktpotenzial, Wärme, Rest- und Abfallstoffe

• Entwicklung einer modellgestützten Beobachtungs- und Regelungsmethode • Weiterentwicklung sowie Evaluierung mikrobieller elektrochemischer Sensor

• Bereitstellung von Prozessdaten • Prozessoptimierung bei der flexiblen Nutzung von Getreideabfällen und Mühlennachprodukten

• Weiterentwicklung sowie Evaluierung des Halbleitersensor • Aufbau eines angepassten Messsystems für den Einsatz an Biogasanlagen

Ergebnisse auf einen Blick:

- Flexible Gasproduktion auch bei Störstoffbelasteten Substraten mit hoher Dynamik möglich
- Stabiler Prozess bis zu einer Raumbelastung von 5,2 kg oTS m-3 d-1 realisierbar
- Modellbasierte Optimierung erlaubt Identifikation optimaler Beschickungs- und Betriebsregime

Wissenschaftliche Paper:
- Kretzschmar, J.; Böhme, P.; Liebetrau, J.; Mertig, M.; Harnisch, F. (2018): Microbial Electrochemical Sensors for Anaerobic Digestion Process Control – Performance of Electroactive Biofilms under Real Conditions. In: Chem. Eng. Technol. 41, 4. 687–695. 10.1002/ceat.201700539
- Koók, l.; Bakonyi, P.; Harnisch, F.; Kretzschmar, J.; Chae, K.-J.; Zhen, G.; Kumar, G.; Rózsenberszki, T.; Tóth, G.; Nemestóthy, N; Bélafi-BaKó, K. (2019): Biofouling of membranes in microbial electrochemical technologies: Causes, characterization methods and mitigation strategies. In: Bioresource Technology. 279. 327-338. 10.1016/j.biortech.2019.02.001
- Korth, B.; Kretzschmar, J.; Bartz, M.; Kuchenbuch, A.; Harnisch, F. (2020) Determining incremental coulombic efficiency and physiological parameters of early stage Geobacterb spp. enrichment biofilms. In: PLoS One. 15 (6).10.1371/journal.pone.0234077
~ Beiträge in Tagungsbänden:
- Statuskonferenz Förderprogramm »Energetische Biomassenutzung« 2019: https://www.energetische-biomassenutzung.de/de/node/100. S. 104.

Konferenzbeitrag OptiMand

Poster OptiMand

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