Biogas Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Dynamische Regelung von Prozessen zur Vergärung nachwachsender Rohstoffe unter Verwendung eines Propionsäure erkennenden Gas-Sensor-Arrays; Teilvorhaben 2

Anschrift
AIRSENSE Analytics GmbH
Hagenower Str. 73
19061 Schwerin
Kontakt
Dr.-Ing. Andreas Walte
Tel: +49 3853993280
E-Mail: walte@airsense.com
FKZ
22016605
Anfang
01.08.2006
Ende
31.12.2009
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Verbundvorhabens mit den Projektpartnern Leibniz–Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB), Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) und Airsense Analytics GmbH (Airsense) ist ein Messgerät zur Erfassung der Karbonsäuren in Fermentern von Biogasanlagen entwickelt worden, das kritische Belastungszustände erfassen kann. Hierzu wurden Langzeitversuche im Labormaßstab mit häufig in der Praxis eingesetzten Substraten durchgeführt. Hierbei konnte der Zusammenhang zwischen der Akkumulation der Propionsäure und Belastung des Fermenters eindeutig nachgewiesen werden. Die Bildung der prozesshemmenden Propionsäure ist sehr komplex. Mögliche Ursachen sind die Verfügbarkeit von Mikronährstoffen und zu hohe Ammoniakgehalte. Für die Kalibrierung Gas-Sensor-Arrays wurden umfangreiche Labortests hinsichtlich Probenvorbereitung, Pufferungssystem und signalaktiver Begleitstoffe durchgeführt. Das neu entwickelte autarke Gerät verfügt über eine Heizvorrichtung (Headspace) zum Erwärmen der flüssigen Proben aus dem Fermenter, eine beheizte Gasleitung zum Einlass eines kurzen Gaschromatographen und ein Gas-Sensor-Array. Das Gas-Sensor-Array besteht aus drei unterschiedlichen Metalloxidsensoren und einem Photoionisationsdetektor. Die Bedienerführung, Steuerung, Auswertung der Messsignale und Darstellung der Ergebnisse erfolgt über einen integrierten Mikrokontroller. Mit dem Gerät kann die Essigsäure- und Propionsäurekonzentration ermittelt werden. Die Quantifizierung erfolgt mit einem Standard, welcher vor der Analyse der Fermenter-Probe zu vermessen ist. Die Ergebnisse werden nach ca. 15 Minuten auf dem Display in gl-1 angezeigt.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Verbundvorhabens ist die Erhöhung der Stabilität und Leistungsfähigkeit des Prozesses der Biogasbildung durch die Entwicklung einer dynamischen Regelstrategie auf Basis des Einsatzes eines Gas-Sensor-Arrays zur einfachen und kostengünstigen Ermittlung des Propionsäuregehalts in Biogasreaktoren. Airsense Analytics GmbH optimiert dabei die Analysetechnik zur Quantifizierung von Propionsäure. Erstellung eines Prototypen zur Ermittlung optimaler Sensoren und deren Messparameter. Nach ersten Erfahrungen wird ein Pflichtenheft erarbeitet und anschliessend der Protoyp überarbeitet. Anschliessend erfolg eine Anpassung an die Anforderungen der Biogasanlagen Betreiber. Bei erfolgreicher Durchführung des Projektes soll ein Produkt entstehen welches bei Airsense produziert werden soll.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
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