2.5 - Überwachung von Fettsäuren in Biogasprozessen – Neue Entwicklungen für die Online-MessungVFA-Messung,Biogas,Biofilm-Sensor,Hefezelle,Online-Messung
- Event
- 13. Dresdner Sensor-Symposium 2017
2017-12-04 - 2017-12-06
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- 2. Prozessmesstechnik
- Author(s)
- J. Zosel, M. Schelter - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg, Waldheim/D, M. Schlegel - Universität Rostock/D, J. Kretzschmar - DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH, Leipzig/D, K. Ostermann, G. Rödel, K. Hahne - Technische Universität Dresden/D, J. Posseckardt, C. Schirmer - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg, Waldheim/D, M. Mertig - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg, Waldheim + Technische Universität Dresden/D
- Pages
- 83 - 88
- DOI
- 10.5162/13dss2017/2.5
- ISBN
- 978-3-9816876-5-1
- Price
- free
Abstract
Flüchtige Fettsäuren (engl. volatile fatty acids, VFA) wie Essig-, Propion-, Butter- und Valeriansäure sind wichtige Inhaltsstoffe für die Beurteilung der Stabilität von Biogasprozessen. Insbesondere bei der Verarbeitung organischer Abfälle unterschiedlicher Herkunft wie Speiseresten zu Biogas ist die zeitnahe Überwachung dieser Zwischenprodukte für die Prozesssicherheit entscheidend. Eine weitere Motivation für das Online-Monitoring von VFA ergibt sich aus der Zielstellung, Biogasprozesse so zu flexibilisieren, dass mit den entsprechenden Anlagen auch größere Bedarfsschwankungen im Stromnetz berücksichtigt werden können. Bislang werden die VFA in Biogasprozessen als Summenparameter beispielsweise durch eine Bestimmung des Verhältnisses aller VFA zum gesamten anorganischen Kohlenstoff (FOS/TAC) oder sporadisch durch Laboranalysen an manuell entnommenen Proben gemessen. Diese Vorgehensweise beinhaltet neben einem erheblichen Zeitverzug auch eine Reihe von Fehlerquellen, die die Zuverlässigkeit dieser Offline-Messungen signifikant einschränken. Es besteht deshalb der dringende Wunsch, für die Weiterentwicklung von Biogasprozessen zuverlässige Sensoren oder Messsysteme zu schaffen, mit denen die VFA online ohne größeren Zeitverzug zuverlässig in einem engen Zeitraster überwacht werden können.
Im Beitrag werden übersichtsweise zwei innovative erfolgversprechende Ansätze zur Lösung dieser Messaufgabe vorgestellt, bei denen einerseits neue, mit elektroaktiven Biofilmen bedeckte Elektroden sowie andererseits lebende Hefezellen zum Einsatz kommen, die optisch auf eindringende Analyte reagieren. Außerdem wird ein in der Praxis bereits erfolgreich getestetes automatisches Messsystem für VFA vorgestellt, das die quasi-kontinuierliche und hochselektive Messung von VFA in einem kontinuierlichen Strom von Biogas-Kondensat ermöglicht. Ein breiter Messbereich von 0,015 bis 20 g/L (Essigsäure) und eine relativ lange Betriebszeit ohne Wartung (>1 Monat) sind charakteristische Merkmale dieses neu entwickelten Messsystems.