MOST – Modellbasierte Prozesssteuerung von Biogasanlagen: Praxistests

Das Entwicklungsziel des MOST-Teilprojekts »Praxistests« war, die Betriebssicherheit von Biogasanlagen durch frühes Erkennen einer Betriebsstörung zu erhöhen. Dafür wurden im Technikumsmaßstab verschiedene Betriebssituationen experimentell nachgestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass durch rechtzeitiges Reagieren die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen erhöht werden kann.

© Fraunhofer IGB

Anlage mit Online-Messtechnik.

© Fraunhofer IGB

Online-Gasmessung der stufenweisen anaeroben Abbaureaktion.

Dafür wurden im Technikumsmaßstab verschiedene Betriebssituationen experimentell nachgestellt, indem betriebliche Parameter geändert und deren Auswirkungen auf den Prozess dokumentiert wurden. Diese Experimente führten gezielt zu extremen Situationen im Biogasprozess, um so das Verhalten und die Reaktionen der messbaren Parameter verfolgen und daraus geeignete Vorgehensweisen ableiten zu können. Die Erkenntnisse fließen in ein vom Projektpartner Helmut-Schmidt-Universität Hamburg entwickeltes Simulationsprogramm ein.

Die Ergebnisse dieser Versuche haben besonders eindeutig die stufenweise Reaktion bis zur Biogasproduktion wiedergeben, welche durch die direkte Korrelation zwischen Säurekonzentration und Biogasproduktion charakterisiert ist. Die Datendichte der Online-Messungen erlaubte, den Wechsel zu einem bevorzugten Stoffwechselweg minutengenau zu identifizieren. Darüber hinaus konnten weitere Zusammenhänge dargestellt werden, die aktuell noch nicht in den Standardmodellen wie [1] aufgezeigt sind. Die stöchiometrische Aufteilung der Stoffwechselprodukte ist annähernd korrekt, eine thermodynamische Betrachtung ist bei den Extremfällen ebenso relevant.

Literatur

[1] Batstone, D. J.; Keller, I.; Angelidaki, I.; Kalyuzhnyi, S. V.; Pavlostathis, S. G.; Rozzi, A.; Sanders, W. T. M.; Siegrist, H.; Vavilin, V. A. (2002) The IWA Anaerobic Digestion Model No 1 (ADM1), Water Science and Technology Vol. 45, Nr. 10, pp. 65-73

Projektinformationen

Projekttitel

MOST – Modellbasierte Prozesssteuerung von Biogasanlagen: Praxistests

 

Projektlaufzeit

Oktober 2013 – Dezember 2017

 

Projektpartner

  • Hochschule Hamm-Lippstadt, Dr. Dieter Bryniok, Hamm (Koordination)
  • Helmut-Schmidt-Universität, Fakultät für Elektrotechnik, Abteilung Theoretische Elektrotechnik und Numerische Feldberechnung, Hamburg
  • CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik und Photovoltaik GmbH, Erfurt
  • BlueSens gas sensor GmbH, Herten
  • Universität Innsbruck, Institut für Mikrobiologie, Innsbruck, Österreich

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie dem Projektträger Jülich (PTJ) für die Förderung des Projekts »MOST« im Rahmen der Förderinitiative BioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation; Förderkennzeichen: 03SF0456B.