Projektleitung:
Prof. Dr. Eberhard Hartung, Dr. agr. Helga Andree

Beteiligte:
Dipl.-Ing. agr. Rainer Junge

Stichwörter:
NIRS, Nahinfrarot, Spektroskopie, Biogas, Prozess, Kontrolle, Mixtur, Optimierung, Praxis

Laufzeit:
31.10.2006 - 31.12.2008

Förderer:
Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH
Ministerium für Wissenschaft, Wirtschaft und Verkehr des Landes Schleswig-Holstein
EFRE-unterstütztes Regionalprogramm 2000

Kontakt:
Junge, Rainer
Telefon +49 431 880-1435, Fax +49 431 880-4283, E-Mail: rjunge@ilv.uni-kiel.de

Nahinfrarotspektroskopie zur Prozesskontrolle und Mixturoptimierung in Praxis-Biogasanlagen

Biogasanlagen stellen einen wichtigen Beitrag zur Energieerzeugung mit regenerativen Energieträgern dar. Sie werden aus wirtschaftlichen Gründen mit Mischungen unterschiedlicher Substrate betrieben. Die Mischungsverhältnisse bestimmen maßgeblich die Gasausbeute und damit den wirtschaftlichen Erfolg der Anlagen. Fehler z.B. in Menge, Zusammensetzung oder Frequenz der Substratzuführung aber auch Mängel in der Prozessführung können zu erheblichen Mindererträgen in der Gasausbeute, im Extremfall sogar zum Zusammenbruch der Gasproduktion führen. Den in der landwirtschaftlichen Praxis heute vorkommenden Biogasanlagen fehlen Mess- und Regelsysteme, mit denen die Stoffströme im Prozess möglichst kontinuierlich und on-line sowie nicht invasiv charakterisiert werden können und auf deren Ergebnissen das für die Methangärung jeweilige optimale Mischungsverhältnis der Substrate sowie die optimalen hydraulischen Verweilzeiten ermittelt werden kann. Der am Institut für landwirtschaftliche Verfahrenstechnik der CAU entwickelte NIR-Durchflusssensor (TENIRS) ermöglicht grundsätzlich die kontinuierliche Analyse der Inhaltsstoffe von Suspensionen bzw. Substraten im Biogasprozess. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es mittels eines NIR-Durchflusssensors die Dynamik in der Veränderung der Inhaltstoffe während des Biogasprozesses an einer Auswahl praxistypischer Biogasanlagen repräsentativ zu beschreiben. Parallel hierzu werden auf den Praxisanlagen die jeweiligen Prozessparameter und Anlagenleistung ermittelt. Auf Basis der so ermittelten Gesamtdaten werden Zusammenhänge abgeleitet, die eine Einschätzung des jeweils optimalen Substratmischungsverhältnisses sowie der optimalen hydraulischen Verweilzeit ermöglichen und somit langfristig zur Prozessführung und –regelung genutzt werden können.