Insgesamt 5 Partner unter Leitung der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft widmeten sich zwischen 2006 und 2010 in einem umfangreichen Forschungsprojekt diversen Fragestellungen rund um die Monovergärung von Mais- und Grassilage. Bleiben die Prozesse langzeitstabil, und welche Möglichkeit bietet der Zusatz von speziellen Starterkulturen, Spurenelementen und Enzymen, um die Vergärung zu intensivieren? Mit welchen Methoden lassen sich relevante Mikroorganismen bestimmen, um daraus Schlüsse auf die Qualität des Gärprozesses zu ziehen und diesen zu beeinflussen? Inwieweit eignet sich die NIRS-Technologie für die gleiche Aufgabe? Wie müssen gängige Modelle der anaeroben Vergärung an die Gegebenheiten mit nachwachsenden Rohstoffen angepasst werden? An unter anderem diesen Problemstellungen, an deren Klärung die Praxis ein besonderes Interesse hat, arbeiteten die Forscher im Vorhaben „Intensivierung des anaeroben Biomasseabbaus zur Methanproduktion aus NawaRo“.

Das Projekt förderte dabei nicht nur das Grundverständnis für die mikrobiologischen Prozesse der Monovergärung von Mais- und Grassilage, es konnten auch ganz konkrete Tipps für den Anlagenbetrieb formuliert werden. Im Folgenden ist ein Auszug der Ergebnisse dargestellt:

• Eine stabile Biogasproduktion aus Maissilage benötigt einen Mindestgehalt an     Spurenelementen, andernfalls droht eine Prozessversäuerung und der Einbruch der   Biogasproduktion. Insbesondere einen Mangel an Kobalt und Natrium vertragen die   methanogenen Mikroorganismen nicht gut. Der erforderliche Gehalt an Spurenelementen muss   durch spezifische Zugabe von Zusätzen eingestellt werden.
• Die Monovergärung von Grassilage kann ebenfalls, abhängig vom Stickstoffgehalt, einen   Prozesszusammenbruch zur Folge haben. Ursächlich scheint hier eine hohe Konzentration des   Zellgifts NH3 verantwortlich zu sein. Vermeiden lässt sich dies am besten durch eine geringe Raumbelastung und mesophile Prozessführung.
• Für Maissilage steigt die Prozesseffizienz etwas bei thermophiler Betriebsführung – allerdings wird der Prozess empfindlicher. Für Grassilage kann eine thermophile   Betriebsweise hingegen nicht empfohlen werden.
• Kürzere Fütterungsintervalle unterstützen die Prozessstabilität.
• Wenn der Biogasprozess effizient verläuft (ca. 75 % C-Umsatz in die Gasphase), kann er   weder durch Zugabe von Enzymen noch von Hydrolyse-fördernden Mikroorganismen deutlich   verbessert werden.
• Die in der Praxis häufig als besonders effizient bezeichnete zweiphasige Prozessführung   (Separierung von Hydrolyse/Acidogenese und Methanogenese) ist für einen Betrieb mit   Maissilage nicht empfehlenswert. Es wurden hierbei zwar Methangehalte von bis zu 75 Prozent gemessen, jedoch gleichzeitig deutlich geringere Umsetzungsraten des eingesetzten   Kohlenstoffs und ein hoher Verlust an derzeit nicht verwertbarem Wasserstoff.
• Es gelang im Projekt, sowohl ein quantitatives als auch ein qualitatives Nachweissystems für die methanogenen Mikroorganismen zu entwickeln. Das System lässt sich zur spezifischen   Prozessüberwachung und schnellen Prozessdiagnose oder als Basis für eine biotechnologische   Prozessgestaltung nutzen. 
• Die Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS) lieferte für die Parameter Trockensubstanz, organische Trockensubstanz und NH4-N gute Vorhersagewerte, bei reiner Maissilage-Fütterung galt dies auch für höhere Acetatgehalte. Die Vorhersagewahrscheinlichkeit für andere kurzkettige Fettsäuren und die FOS/TAC-Werte fiel hingegen weniger sicher aus.

Die Abschlussberichte zu den einzelnen Teilprojekten des Verbundvorhabens sind unter folgenden Förderkennzeichen im Menü Projekte & Förderung auf www.fnr.de abrufbar:
22011505  Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Landtechnik und Tierhaltung - Verfahrenstechnik, Prozessautomatisierung und Mikrobiologie
22011605  Abwicklungsgesellschaft Biogas I AG – Versuche im Technikums- und Praxismaßstab
22011705   TU München - Wissenschaftszentrum Weihenstephan - Forschungsdepartment Biowissenschaftliche Grundlagen - Lehrstuhl für Mikrobiologie - FG Mikrobielle Biotechnologie – Optimierte hydrolytische Bakterienkulturen
22011805   TU München - Lehrstuhl für Bodenökologie - Erfassung funktioneller hydrolytischer Netzwerke mittels Microarraytechnologie
22011905   TU München - Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen - Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft - Modellierung und Prozesssteuerung, Anlagenbetrieb und mikrobiologische Analytik

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