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Nutzung des Vormagensystems der Wiederkäuer zur Erschließung cellulosebasierter Substrate (cbS) als Energieträger zur Biogasproduktion

Leitung:Dr.-Ing. Dirk Weichgrebe
Bearbeitung:Dipl.-Biol. Paul Stopp
Laufzeit:9/2012-8/2015
Förderung durch:Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV), Projektträger: FNR (Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe)
Bild Nutzung des Vormagensystems der Wiederkäuer zur Erschließung cellulosebasierter Substrate (cbS) als Energieträger zur Biogasproduktion

Projektziel

Das Gesamtziel des Vorhabens ist die technische Umsetzung und Untersuchung eines bionischen Verfahrens, nach Vorbild des Vormagensystems der Wiederkäuer, zur Erschließung cellulosebasierter Substrate (cbS) als Energieträger zur Biogasproduktion sowie zum Repowering von bestehenden landwirtschaftlichen Biogasanlagen unter Berücksichtigung des Hygienestatus des Gärrests.

Insgesamt kann damit eine signifikante ökonomische und ökologische Verbesserung der Biogasproduktion erreicht und die zunehmende Flächenkonkurrenz zwischen Energie- und Nahrungsmittelpflanzen entschärft werden.

Kurzbeschreibung

Die cbS wie z.B. Stroh, Trester, Landschaftspflegematerial bzw. landwirtschaftliche Reststoffe bzw. ungenutzte Pflanzenstützfasern werden in den heutigen Biogasanlagen aufgrund ihres niedrigen spezifischen Methanertrags und einer nach dem S.d.T. eingeschränkten Raum-Zeit-Ausbeute nicht eingesetzt. Wiederkäuer mit ruminaler Biozönose nutzen cbS hingegen als Hauptenergiequelle. Vergleichende Berechnungen und eigene vielversprechende Voruntersuchungen zeigen, dass der Wiederkäuer die Biogasanlage bezüglich der Raum-Zeit-Ausbeute deutlich übertrifft und sich durch eine höhere Effizienz hinsichtlich Substrataufschluss auszeichnet. In diesem Projekt wird die Nutzung der ruminalen Biozönose zur Umsetzung von cbS untersucht, ebenso werden relevante Aspekte der Wiederkäuerphysiologie in das Design einer neuartigen Biogasanlage implementiert. Das Physiologische Institut der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover unterstützt dabei das ISAH bei der Untersuchung der Leistungsfähigkeit der ruminalen Biozönose und bewertet das neue Vergärungsverfahren hinsichtlich Hygieneparameter.

Bearbeitungsschwerpunkte

Ermittlung von signifikanten Prozessparametern zur Auslegung einer Hydrolysestufe mit ruminaler Biozönose in Laborversuchen

  • Bau und Erprobung einer zweistufigen Biogasanlage im Technikum zur Ermittlung von kinetischen Prozessparametern
  • Erstellung eines mathematischen Modells für Parametersimulation
  • Erstellung eine Risikobewertung der Hygieneparameter
  • Ökonomische Betrachtung der cbS Nutzung als Energieträger

Projektpartner

Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover, Physiologisches Institut, Prof. med.vet. G. Breves

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