produktion hinsichtlich der Konstanz von Biogasqualität und -menge

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1 Schriftenreihe Umweltingenieurwesen Band 34 Dissertation Ralph Sutter Analyse und Bewertung der Einflussgrößen auf die Optimierung der Rohbiogas produktion hinsichtlich der Konstanz von Biogasqualität und -menge Professur Abfallund Stoffstromwirtschaft Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock Traditio et Innovatto

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Zielsetzung Ausgangssituation Zielsetzung Vorgehensweise 18 2 Grundlagen Substrat-Eigenschaften und Biogas-Ertragspotenziale Verwendete Substrate Ernte, Silierung und Beschickung der Substrate Fermentation Mikrobiologie der Fermentation Änderungsparameter der Fermentation Kenngrößen des Fermentationsprozesses Messtechnik der Rohbiogasqualität und -menge Erfassung der Rohbiogasqualität und -menge Erfassung der Rohbiogasqualität und -menge Rohbiogas-Abrechnungsmethode Qualitätsanforderungen an Rohbiogas für die Gasaufbereitung 47 3 Methoden und Vorgehensweise Biogasanlage Biogas-Batchversuch Kontinuierlicher Gärversuch Oberhausen-Rostock-Göttinger Aktivitätstest Substrat-Eigenschaften und Biogas-Ertragspotenziale Biogas-Ertragspotenziale der Fermentation Energetische Bilanzierung des Fermentationsprozesses Substratmix Mais und Rüben 59 9

3 3.9 Spurenelemente zur Optimierung der Rohbiogasproduktion Messtechnik der Rohbiogasqualität und -menge 63 4 Ergebnisse Substrat-Eigenschaften und Biogas-Ertragspotenziale Ernte, Silierung und Beschickung der Substrate Substrat-Eigenschaften Biogas-Ertrag nicht silierter Frischmasse Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Biogas-Ertragspotenziale der Fermentation Substratabbaugeschwindigkeit der Fermentation Abbaugrad und Restgaspotenzial Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Energetische Bilanzierung des Fermentationsprozesses Input- /Output-Stoffströme Energetische Bilanzierung des Fermentationsprozesses.: Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Substratmix Mais und Rüben Stabilisierung des Fermentationsprozesses mit Maissilage Umstellung der Substratzugabe von Maissilage auf Zuckerrübe Fermentationsprozess nur mit Zuckerrübe und Getreide Umstellung der Substratzugabe von Zuckerrübe auf Maissilage Stabilisierung des Fermentationsprozesses mit Maissilage Betrachtung des gesamten Versuchszeitraumes Rübenverarbeitung in der großtechnischen Biogas-Anlage Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Spurenelemente zur Optimierung der Rohbiogasproduktion Status der Spurenelement-Konzentrationen Aktivitätsuntersuchungen Spurenelemente-Bedarf der großtechnischen Biogas-Anlage

4 1 Einleitung und Zielsetzung Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Messtechnik der Rohbiogasqualität und -menge Rohbiogasmessung und -abrechnung Optionen zur Optimierung der Messtechnik Ersatzwertermittlung bei Ausfall der Messtechnik Messtechnik der großtechnischen Biogas-Anlage Literaturvergleich und allgemeine Ableitung Schlussfolgerungen Zusammenfassung Verzeichnisse Literatur : Abkürzungen/Begriffe Abkürzungen Chemische Bezeichnungen Einheiten Tabellen Abbildungen Formeln Anhang Substrat-Eigenschaften und Biogas-Ertragspotenziale Stoffumsetzung der Substrate der beteiligten Mikroorganismen Biogas-Ertrag der Fettsäuren, Kohlenhydrate, Proteine und Alkohole Leitfaden für Kennwerte bei der Bereitstellung der Substrate Fermentation Kennwerte der Fermentation Zusammensetzung und Eigenschaften von Biogas Analysenvorschrift Analysenvorschriften der Substrate und Fermenterinhalt Ermittlung FOS und TAC

5 8.3.3 Oberhausen-Rostock-Göttinger Aktivitätstest der Universität Rostock Biogas-Batchversuche Untersuchungspläne Substrate Fermentation und Gärrest Energiebilanzierung Substratmix Spurenelemente Energetische Bilanzierung des Fermentationsprozesses Substratmix Mais und Rüben Spurenelemente zur Optimierung der Rohbiogasproduktion Messtechnik der Rohbiogasqualität und -menge 256 Definitionen