Teilprojekt: Erprobung eines MAB Reaktors

Entwicklung, Charakterisierung und Erprobung eines Labor MAB Reaktors für komplexe, unsterile, im ökologischen Gleichgewichte befindliche Fermentationen (MABR)

Bisherige unsterile anaerobe Fermentationen, wie die anaerobe Verdauung im Biogasprozess, werden heute in der Regel in kontinuierlich betriebenen Rührkesselreaktoren durchgeführt, in denen idealerweise an jedem Ort gleiche Bedingungen herrschen. Andererseits sind am Biogasprozess unzählige Spezies von Mikroorganismen beteiligt, die jede für sich ihre speziellen, untereinander jedoch sehr unterschiedlichen optimalen Lebensbedingungen (pH-Wert, Temperatur, Zusammensetzung des Mediums)benötigen. Im angestrebten Projekt soll ein neuartiger Reaktortyp aus der Abwassertechnologie (Anaerobic Baffled Reactor, ABR) zu einem Multifunktionsreaktor MABR weiterentwickelt werden (Einsatz höherer Substratkonzentrationen, flexible Prozessregelung, Erhöhung der Produktqualität, Erweiterung der Produktpalette).

Mittelfristig könnte die Technologie die vorherrschende Biogastechnologie im dezentralen ländlichen Raum substituieren.

Der ABR erlaubt es, den komplexen Prozess der anaeroben Verdauung raumzeitlich auf eine beliebige Zahl Kompartimente zu verteilen, woraus sich allein aufgrund des zeitlichen Verlaufs der mikrobiellen Aktivität räumlich unterschiedliche Prozessbedingungen einstellen. Die hydraulische Verweilzeit wird zudem drastisch verkürzt. Der Prozess wird insgesamt robust gegenüber Änderungen. Im zu untersuchenden MAB Reaktor können diese Bedingungen zusätzlich durch für jedes Kompartiment spezifische externe Eingriffe gezielt gelenkt und die Ausbeuten für jeweils interessierende Produkte in Qualität und Quantität maximiert werden. Die angestrebte strömungsmechanische und prozesstechnische Evaluierung und Variation der externen Einflüsse in den verschiedenen Kompartimenten führt zu erheblich detaillierteren Kenntnissen über den kinetischen Verlauf der anaeroben Verdauung. Diese Untersuchungen werden zur Optimierung der Ausbeute und der Konzentration von gasförmigen und gelösten Produkten (Biomethan, organische Säuren etc.) genutzt.