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Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Lebensmittelchemie durchgeführt. Aim: Valorisation of side-streams of the Citrus industry using the genetic diversity of monokarya from the basidiomycete Pleurotus sapidus. The genetic diversity of the basidiospores of Pleurotus sapidus (MKs) obtained from two dikaryotic strains of P. sapidus (Dk421 and Dk3174) will be exploited. Mks with high growth rate on milled Citrus peel, pulp and seed of orange, tangerine, lemon will be selected and grown as solid state and submerged fermentation (SF). Metabolites will be extracted and evaluated for biological activities. Samples before and after the fungal transformation taken from SSF and SF cultures will be analysed. Rapid product analyses using TLC and established coupled HPLC-DAD-ELSD will focus on the most promising strains. Specific targets are flavonoids with an increased number of hydroxyl groups on the B-ring, unsaturated carbonyls and terpenoids from the oxo-functionalisation of limonene, citronellal and farnesene isomers. High resolution and multi-dimensional GC-MS and multireaction monitoring (varying MS collision energies) will be used. Extracts from various strain/culture combinations (SSF or SF) will be lyophilized. One fraction of each sample will be tested for its biopesticide action, and another one for its quality as a feed supplement. SSF will be carried out in a rotary drum solid-substrate fermentation system. The project is comprised of seven major work packages: 1. Generation and selection of the monokaryons (CITER) 2. Growth of the monokaryons (CITER) 3. Selection of the optimal culture conditions to obtain bioactive compounds using the selected Mk form step 2. (CITER, LUH, JLU, JUB) 4. Analytical evaluation of the biotransformation/conversion products (LUH, JLU) 5. Automated screening of Mks by chiral GC-GC (JLU) 6. Bioactivity test of crude extracts obtained from SSF and SF (IMBIV, IIB) 7. Bioprocess design and scale-up (JLU, JUB).

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S.I.G. - Dr.-Ing. Steffen GmbH durchgeführt. Das Vorhaben soll maßgeblich zur Lösung des allgemeinen Problems des Einfahrens, sei es bei Inbetriebnahme der Anlage, nach Substratwechsel oder nach einem Störfall, beitragen. Im Ergebnis der Untersuchungen stehen Daten, die eine Ableitung geeigneter Einfahrstrategien ermöglichen. Dem Landwirt wird in Form einer Handlungsanweisung ein Werkzeug für verschiedene Verfahrensvarianten der batchbetriebenen Feststoffvergärung in die Hand gegeben, um die Phase des Einfahrens gezielt zu verkürzen. Die wirtschaftliche Gesamtbilanz der Anlage wird somit nachhaltig gestärkt. Die Umsetzung wird an den Standorten der Verbundpartner S.I.G. - DR.-ING. STEFFEN GmbH in Lühburg als Industrievertreter und der Bauhaus-Universität Weimar als erfahrene Forschungseinrichtung realisiert. Dabei obliegen der S.I.G das Arbeitspaket 2 und Teile des Arbeitspaketes 3. Im Ergebnis werden Handlungsanweisungen für den Anfahrbetrieb für verschiedene Verfahrensvarianten der batchbetriebenen Feststoffvergärung zur Verfügung gestellt. Damit erfolgt eine Sicherstellung des wirtschaftlichen Betriebes sowie ein positiver Gesamteinfluss auf die Marktentwicklung der Feststoffvergärungstechnologie.

Erneuerbare Energien: Optimierung der Nutzung von Biomasse in der VR China

Das Projekt "Erneuerbare Energien: Optimierung der Nutzung von Biomasse in der VR China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Context: Compared with other renewable energy sources, the development and distribution of large-scale biogas plants in China is lagging far behind. The Chinese Government aims to produce around 3 gigawatts of electricity from large-scale biogas plants by 2020. However, the quality of the existing plants is poor and they are not integrated into the country s power grid, which means that they cannot be run cost-effectively. This makes investing in biogas production less attractive. Objective: Biomass energy production is more attractive for public and private investment. The technical standards in and operational performance of medium and large-scale biogas plants is improved. Approach: The project works closely with a biogas programme that is being implemented by the Asian Development Bank (ADB) and the Chinese Ministry of Agriculture. The aim is to construct biogas plants for energy production in line with international technical standards. The project is providing technical advice, training measures and policy advice in cooperation with the German and Chinese biogas industry, engineering firms, plant operators and research institutions. Results achieved so far: The training and advice provided through the demonstration projects and the 118 biogas plants funded by the ADB have raised awareness among project developers of the potential of biogas. The plants do not just play a role in the environmentally responsible disposal of waste. With the right business models and technology, they also contribute to improving energy supply. Plant designs now increasingly include plans for the combined processing of biogenic agricultural and urban waste in central biogas plants. Planners are also looking at different technologies, such as temperature-controlled CSTR digesters (continuous stirred tank reactor), dry fermentation plants, high-efficiency gas engines with high availability, and converting biogas into biomethane for use in vehicles and to feed into the power grid, and also using flares to safely burn off surplus gas. In addition, more importance is being attached to process monitoring, safety systems and using digestion residues in agricultural processes. There is now greater awareness that biogas plants can also function in northern China s colder climates and that biomethane can be used as an alternative to fossil fuels. A number of fact-finding trips to Germany have been organised to provide information about German biogas policy and the international best practices for designing and operating biogas plants. They also satisfied Chinese decision-makers that the project is taking the right technical and policy approach. The demonstration projects aim to make use of German and international technology and equipment. Moving away from large investment grants, policy-makers are currently considering promoting plant operation in future through incentives for co-processing of biomass and higher feed-in tariffs, as well as lowering the thre

Fuzzy-Regelung im Rahmen der Vergärung von Biomassen

Das Projekt "Fuzzy-Regelung im Rahmen der Vergärung von Biomassen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg, Forschungsschwerpunkt Umwelt- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Es sollte ein neuartiges Regelkonzept entwickelt werden, das zu betriebssicheren Vergärungsanlagen im Rahmen der Vergärung von Biomassen führt. Dieser Bedarf ergibt sich durch das stark gestiegene Aufkommen von Vergärungsanlagen, andererseits dem Trend der 'Quereinsteiger' von Betreibern und Anlagenbauern, ohne den notwendigen Erfahrungshorizont dafür zu besitzen. Dies hat in der Vergangenheit immer wieder zu Ausfällen von Biogasanlagen geführt. Die multivariable Regeltechnik verwendet im Gegensatz zur üblichen Regelung meist unscharfe bzw. keine genauen Begriffe, wie z.B. 'großer Wert', 'kleiner Wert' und 'Null-Wert, und verknüpft diese'. Dies ist ein Vorteil bei stark schwankenden Messgrößen der Biologie. Die Verknüpfung der Messgrößen geschieht aufgrund von Erfahrungswerten und bedarf eines 'Expertenwissens', um daraus analoge Regieanweisungen, z.B. Beladungsrate über die Substratzufuhrpumpe, zu erstellen. Daher sind Fuzzy-Regelungen immer Unikate. Von Anfang an zielte allerdings die Konzeption nicht auf eine Insellösung ab, sondern auf die eines international gut etablierten und universell einsetzbaren Anbieters. Das Projekt gliedert sich in 5 Phasen: 1. Theoretisch, konzeptionelle Ausführungen zur Entwicklung einer multivariablen Regelung der Feststoffvergärung mit dem Fuzzy Logik Toolkit LabVIEW von National Instruments. 2. Entwicklung dreier parallel betriebener Testreaktoren mit automatischer Feststoffdosierung und online Erfassung der Mess- und Regelgrössen Temperatur, pH, Redox, Methan, CO2 und der Gasproduktion, ferner von Fettsäuren, Ammonium und Phosphat. Ausarbeitung einer grafisch visuellen Bedienoberfläche unter LabVIEW. 3. Schaffung einer Fermentationsdatengrundlage (prozessrelevante Messdaten) für eine multivariable Regelung der Feststoffvergärung mit Hilfe der Fuzzy Logik-Technik. 4. Validierung der erarbeiteten Fuzzy Logik-Regelung (Simulation) anhand von Testvergärungen. 5. Übertragung der Fuzzy Logik Regelung in eine industriegängige speicherprogrammierbare Steuerung von Siemens, die bereits auf industriellen Vergärungsanlagen Standard ist.

MBA Deiderode, Umbau von Nass- auf Trockenvergärung

Der Abfallzweckverband Südniedersachsen, Auf dem Mittelberge 1, 37133 Friedland, hat mit Antrag vom 12.10.2018 und 08.03.2019 die Erteilung einer Änderungsgenehmigung gemäß § 16 Abs. 1 BImSchG für den Umbau der Mechanisch-Biologischen Aufbereitungsanlage (MBA) bei Deiderode beantragt.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Weimar, Juniorprofessur Biotechnologie in der Abfallwirtschaft durchgeführt. Das Vorhaben zielt maßgeblich auf eine Lösung der Problematik des optimierten Betriebes batchbetriebener Feststoffvergärungsanlagen, welche die diffizile Situation des Anfahrens einschließt. Da trotz hohem Potential und zunehmender Anlagenzahl praktische Anweisungen vakant sind, sollen im Ergebnis der Untersuchungen Methoden stehen, die eine verkürzte Einfahrzeit gewährleisten sowie eine permanente Prozessoptimierung ermöglichen. Das Arbeitsprogramm der Kooperationspartner umfasst Untersuchungen zur Impfmaterialherstellung, dessen optimalen Mischungsverhältnisse im Zusammenspiel mit dem Substrat, Möglichkeiten der Perkolatherstellung sowie die Einflüsse von variierenden Perkolationsintervallen und -mengen. Die Erkenntnisse fließen nach Ableitung von Vorzugslösungen in kombinierte Versuche ein, in denen sie validiert und optimiert werden. So lassen sich substratspezifisch Strategien zum Einfahren und zur Betriebssicherheit schlussfolgern. Es wird erwartet, dass die Daten des Vorhabens einen wesentlichen Beitrag zur wirtschaftliche Gesamtbilanz von batchbetriebenen Trockenvergärungen beiträgt, sie also nachhaltig stärkt und entstehende Handlungsanweisungen unmittelbare Anwendung finden.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von S.I.G. - Dr.-Ing. Steffen GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes besteht in der Formulierung klarer Aussagen zur Biogasproduktion von nachwachsenden Rohstoffen (NAWARO) mittels Trockenfermentation im Batchbetrieb auf Basis des 3A-Verfahrens. Durch Variation der physikalischen Randparameter des Festbettes und der Datenerfassung zum Abbauverhalten der Substrate sollen praxisrelevante Prozessbedingungen abgeleitet werden. Parallel findet die Weiterentwicklung des 3A-Verfahrens zur dezentralen Integration in der Landwirtschaft statt. Die Umsetzung wird an den Standorten der Verbundpartner S.I.G. - DR.-ING. STEFFEN GmbH in Lühburg als Industrievertreter und der Bauhaus-Universität Weimar als erfahrene Forschungseinrichtung realisiert. Dabei obliegen der S.I.G die Teilziele bodenphysikalische Substratchrakterisierung sowie Trockenvergärung ohne Impfmaterial, mit Perkolation. Allgemein verfüg- und belastbare sowie anwendungsorientierte Grundlagendaten zu NAWARO-Festbetten tragen wesentlich zur Minderung wirtschaftlicher Risiken im Landwirtschaftsbetrieb bei. Somit lassen sich Ergebnisse von bundesweitem Interesse erwarten, die die Randbedingungen für eine zügige und erfolgreiche Etablierung der Trockenvergärung aufzeigen.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V., Abteilung Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Für die Gewinnung von Biogas haben aus strukturreichen Gärsubstraten haben die meisten in der Praxis eingesetzten einphasigen Fermentersysteme den Nachteil, dass durch den einphasigen Betrieb eine gezielten Einflussnahme auf den Prozess nur die Änderung der Belastung möglich ist. Zweiphasige Systeme dagegen, die mit einer Feststoffphase und Prozessflüssigkeit arbeiten, erlauben eine bessere Einflussnahme auf den biologischen Abbauprozess mit Hilfe der mit dem Gärsubstrat eingebrachten Prozessflüssigkeit. Ein solches System ist von der Firma Sauter bereits in der Praxis eingeführt worden, jedoch bisher noch keiner vergleichenden Betrachtung mit gleichen Substraten und Beladungsraten unterzogen worden. So z. B. durch das am ATB entwickelte Pfropfenstrom-Schwimmbettverfarhen mit Anaerobfilter, das durch die Pfropfenströmung und einem nachgeschalteten Anerobfilter weitere Einflussmöglichkeiten auf Biogasbildung bietet und im Rahmen des Projektes wissenschaftlich untersucht werden soll.

Teilvorhaben 3

Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sauter Biogas GmbH durchgeführt. Für die Gewinnung von Biogas aus strukturreichen Gärsubstraten haben die meisten in der Praxis eingesetzten einphasigen Fermentersysteme den Nachteil, dass durch den einphasigen Betrieb eine gezielten Einflussnahme auf den Prozess nur die Änderung der Belastung möglich ist. Zweiphasige Systeme dagegen, die mit einer Feststoffphase und Prozessflüssigkeit arbeiten, erlauben eine bessere Einflussnahme auf den biologischen Abbauprozess mit Hilfe der mit dem Gärsubstrat eingebrachten Prozessflüssigkeit. Ein solches System ist von der Firma Sauter bereits in der Praxis eingeführt worden, jedoch bisher noch keiner vergleichenden Betrachtung mit gleichen Substraten und Beladungsraten unterzogen worden. So z. B. durch das am ATB entwickelte Pfropfenstrom-Schwimmbettverfahren mit Anaerobfilter, das durch die Pfropfenströmung und einem nachgeschalteten Anerobfilter weitere Einflussmöglichkeiten auf Biogasbildung bietet und im Rahmen des Projektes wissenschaftlich untersucht werden soll.

Teilvorhaben 1

Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Hildesheim Holzminden Göttingen, Fakultät Ressourcenmanagement durchgeführt. Für die Gewinnung von Biogas haben aus strukturreichen Gärsubstraten haben die meisten in der Praxis eingesetzten einphasigen Fermentersysteme den Nachteil, dass durch den einphasigen Betrieb eine gezielten Einflussnahme auf den Prozess nur die Änderung der Belastung möglich ist. Zweiphasige Systeme dagegen, die mit einer Feststoffphase und Prozessflüssigkeit arbeiten, erlauben eine bessere Einflussnahme auf den biologischen Abbauprozess mit Hilfe der mit dem Gärsubstrat eingebrachten Prozessflüssigkeit. Ein solches System ist von der Firma Sauter bereits in der Praxis eingeführt worden, jedoch bisher noch keiner vergleichenden Betrachtung mit gleichen Substraten und Beladungsraten unterzogen worden. So z.B. durch das am ATB entwickelte Pfropfenstrom-Schwimmbettverfarhen mit Anaerobfilter, das durch die Pfropfenströmung und einem nachgeschalteten Anerobfilter weitere Einflussmöglichkeiten auf Biogasbildung bietet und im Rahmen des Projektes wissenschaftlich untersucht werden soll.

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