5.5 - Autarke multiparametrische Monitoring-Systeme für die Biogasproduktion zur Optimierung ihrer Leistungsparameter
- Event
- 13. Dresdner Sensor-Symposium 2017
2017-12-04 - 2017-12-06
Hotel Elbflorenz, Dresden - Chapter
- 5. BioSAM
- Author(s)
- M. Tietze - GICON - Großmann Ingenieur Consult GmbH, Dresden/D, K. Hahne, S. Götze, K. Ostermann, G. Rödel - Technische Universität Dresden/D, L. Birkeneder, J. Zosel, J. Posseckardt, C. Schirmer, M. Mertig - Kurt-Schwabe-Institut für Mess- und Sensortechnik e.V. Meinsberg, Waldheim/D, S. Howitz - GeSiM – Gesellschaft für Silizium-Mikrosysteme mbH, Radeberg/D
- Pages
- 157 - 160
- DOI
- 10.5162/13dss2017/5.5
- ISBN
- 978-3-9816876-5-1
- Price
- free
Abstract
Um biotechnologische Prozesse effizient und sicher betreiben zu können, bedarf es einer leistungsfähigen Mess- und Analysentechnik. Ziel des Wachstumskerns BioSAM - TP Biogas - ist es, ein inline arbeitendes Mess- und Auswertesystem für die Zustandsbeschreibung von biotechnologischen Prozessen zu entwickeln und unter praxisnahen Bedingungen zu testen. Als Referenzanwendung ist dabei das Monitoring von Prozessbedingungen bei der Biogaserzeugung vorgesehen. Mit dem System sollen wichtige biochemische Prozessindikatoren spezifisch erfasst werden. Dabei stehen zunächst in der Prozessflüssigkeit gelöste Spurenelemente sowie Essigsäure als wesentliche Parameter für die Beurteilung der Prozessstabilität und Leistungsfähigkeit von Biogasprozessen im Fokus.
Als hoch sensitive Schnittstelle des zu entwickelnden Messsystems zu den biotechnologischen Prozessen dienen immobilisierte Zellen, mit denen die Konzentrationen der gewünschten Komponenten erfasst und über neu entwickelte Transducer (Sensorwandler) an ein gemeinsames System der Plattform zur Signalverarbeitung übergeben werden.
Arbeitsschwerpunkte des Projektes bilden die Herstellung von Zellen mit sensorischen Eigenschaften zur Detektion von Spurenelementen und Zwischenprodukten biotechnologischer Prozesse, deren Charakterisierung und Optimierung in Hinblick auf Sensitivität, Selektivität und Stabilität sowie Immobilisierung, Versorgung, Zustandsmonitoring und Signalauswertung dieser Zellen in speziell entwickelten Sensorkompartimenten. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung, Herstellung und Erprobung von mikrofluidischen und optischen Komponenten zur Ansteuerung der Sensorkompartimente und zur Signalauswertung, Zellbeurteilung und Referenzierung der Messungen und eine hardwaretechnische Einbindung der Sensoreinheiten in ein Multiparameter-Messsystem. Um eine möglichst praxisnahe Entwicklung zu gewährleisten, erfolgen mit den Sensoren bzw. dem Messsystem Tests an labor-, halbtechnischen und großtechnischen Anlagen.