Auswahl und Vorbehandlung von Biomasse

Auswahl von Biomasse

Für einen effizienten Prozess ist die Auswahl des richtigen Ausgangsmaterials entscheidend. Dabei wird nicht nur nach Biomasse gesucht, die einen möglichst hohen Biogasertrag hat und die mit geringem Aufwand angebaut werden kann. Es wird auch nach Alternativen gesucht, die eine Biomasseproduktion unabhängig von landwirtschaftlichen Flächen zulässt, um dadurch der Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zu entgehen.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

S. Schwede: Untersuchung und Optimierung des Biogasbildungspotentials der marinen Mikroalge Nannochloropsis salina. Dissertation, Bochum (2013).

S. Schwede, M. Gerber, A. Kowalczyk, R. Span: A semi-continuous long term study for the comparison of algal biomass and maize silage as substrates in anaerobic digestion. Proc. 13th World Congress of Anaerobic Digestion, Santiago de Compostella, Spanien, (2013). 

Neben optimalen Prozessbedingungen ist für eine hohe Biogasausbeute eine ausgewogene Nährstoffversorgung für die Mikroorganismen notwendig. Um Defizite an Makro- und Mikronährstoffen auszugleichen, können Additive zugeführt werden oder geeignete Biomassen nach ihrer Zusammensetzung ausgewählt und miteinander kombiniert werden.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

L. Aliaga, N.D. Jablonowski, M. Gerber: Development of the “Bionutrator”, an online-tool to find optimal substrate mixtures based on their nutrient composition. Proceedings of the 14th World Congress on Anaerobic Digestion, Chile (2015).

S. Schwede, A. Kowalczyk, M. Gerber, R. Span: Anaerobic co-digestion of the marine microalga Nannochloropsis salina with energy crops. Bioresource Technology, Vol. 148, 428-435 (2013).

E. Harnisch: Untersuchung von synergistischen Effekten in der Kovergärung von Algen und Maissilage zu Biogas. Masterarbeit, Bochum (2012).

Biogasausbeute (Y_BG) bei der Ko-Vergärung von Algenbiomasse (A) und Maissilage (MS) (Quelle)

Vorbehandlung von Biomasse

Für einen höheren Biogasertrag können Ausgangsmaterialien durch verschiedene Verfahren wie mechanische Zerkleinerung, Thermolyse, Einfrieren, Mikrowellen, Ultraschall oder French Press aufbereitet werden. Durch die Vorbehandlung werden beispielsweise Zellwände zerstört, wodurch die Mikroorganismen leichter an Nährstoffe gelangen. Bei sehr faserhaltiger Biomasse dient die Vorbehandlung der Zerkleinerung der Partikelgrößen, um eine größere Angriffsfläche für den mikrobiologischen Abbau zu erhalten.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

E. Spielmann, R.Span, M.Gerber: Einfluss der Extraktion von Wertstoffen auf die Vergärung der Mikroalge Nannochloropsis salina. 2. Hammer Bioenergietage, Hamm (2017).

K. Kwiatkowski: Untersuchung des Einflusses der Fest/Flüssig-Trennung auf die Biogasbildung. Masterarbeit, Bochum (2017).

S. Schwede, Z.-U. Rehman, M. Gerber, C. Theiss, R. Span: Effects of thermal pretreatment on anaerobic digestion of Nannochloropsis salina biomass. Bioresource Technology, Vol. 143, 505-511 (2013).

O. Budde: Energetische und wirtschaftliche Betrachtung der Vorbehandlung von Algenbiomasse durch French Press und Mikrowellen für den Einsatz in Biogasanlagen. Semesterarbeit. Bochum (2013).

S. Schwede, A. Kowalczyk, M. Gerber, R. Span: Influence of different cell disruption techniques on mono digestion of algal biomass. Proc. World Renewable Energy Congress, Vol. 1, Linköping, Schweden (2011).

Mikroskopische Aufnahmen jeweils einer Zelle von Algenbiomasse nach thermischer Vorbehandlung (B & C)
im Vergleich zur unbehandelten Referenzprobe (A) (Quelle)