Skalierung des anaeroben Vergärungsprozesses: Aspekte der Skalierung, Prozessstabilität und Effektivität

Problemstellung

Das Projekt beschäftigt sich mit dem Einfluss der Fermentergröße auf die Prozessstabilität und Effektivität. Es gibt viele Ergebnisse im Bereich der anaeroben Vergärung, jedoch ist die Frage, ab welcher Fermentergröße die Ergebnisse für den Industriemaßstab relevant sind. Die Frage ist auch, wie sich die mikrobielle Gemeinschaft in Schlämmen über die Zeit in verschiedenen Volumina verändert, und ob die Mikroorganismen bei einer Hemmung mehr stabil in größeren Reaktoren sind.

Zielsetzung

Das Ziel des Promotionsthemas ist es, die für die Skalierung relevanten Parameter (sowohl chemische und physische, als auch biologische) zu identifizieren. Hiermit sollte auch die Medium-Inhomogenität berücksichtigt werden. Der Prozess der anaeroben Vergärung wird im Labor-, als auch im Technikums-Maßstab ausgeführt (Fed-Batch und im kontinuierlichen Betrieb). Technische und physico-chemische Parameter aus verschiedenen Kläranlagen und Biogasanlagen werden gesammelt, die mikrobielle Gemeinschaft analysiert und weiter mit den im Labor erzielten Ergebnissen verglichen. Die Populationsanalysen sollten Informationen über den Skala-Einfluss auf die Prozessstabilität geben. Auf der anderen Seite sollten die Biogaszusammensetzung, Biogasproduktionsrate und die chemische Zusammensetzung des Schlammes auf verschiedenen Skalen ein tieferes Verständnis über die Prozesseffektivität bereitstellen.