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Kirsten´s Blog: Diplomarbeit (2012 Westsächsische Fachhochschule F...: Vergleich mehrerer Messsysteme zur Erfassung der Biogasausbeute und Zusammensetzung im Bezug auf den Einsatz in der Forschung   Zusamm...

Diplomarbeit (2012 Westsächsische Fachhochschule Fakultät Physikalische Technik/ Informatik)

Vergleich mehrerer Messsysteme zur Erfassung der Biogasausbeute und Zusammensetzung im Bezug auf den Einsatz in der Forschung

 

Zusammenfassung und Ausblick

 

• Verbesserung der Kolbenproberapparatur (Verwendung eines Dreiwegehahnes), das Silikonöl sollte eine etwas höhere Viskosität als dass der Firma Ritter besitzen, um eine Kanalbildung zu vermeiden (Abb.1)

Abb. 1: Verbesserung der Kolbenprober-Apparatur

• Bevor unbekannte Substrate vergoren analysiert werden sollen, ist es sinnvoll, das Verhalten der Apparaturen mit definierten Substanzen zu testen, die eine andere Abbaukinetik besitzen. So sind die Abweichungen der Methoden bei den Blindproben nicht so hoch wie bei der Substratvergärung.
• Da nach der Empfehlung der VDI 4630 der Kolben zu 2/3 gefüllt sein sollte, ist es sinnvoll, das Ansatzvolumen von 600 g auf 800 g zu erhöhen, da der Fermenter ein Fassungs-vermögen von 1,2 l besitzt.
• HBT- bzw. Kolbenproberversuche sollten als Referenzversuche für die Kalibrierung von Biogasertragsbestimmungen verwendet werden, da sie den Werten der VDI 4630 (740 – 750 ml/g für mikrokristalline Cellulose) am nächsten kommen. Die Anschaffung von Kolbenprobern ist relativ kostengünstig.
• Für das Rührregime muss es eine klare Anweisung geben, da dieses zwar keinen großen Einfluss auf die Biogasausbeute hat, wohl einen signifikanten Einfluss auf die Kinetik (Lag- und Hauptproduktionsphase) ausübt.
• Es sollte nicht nur eine Obergrenze (z.B. Diauxie-Effekte, Versäuerung) der Substratzugabe, sondern auch eine Untergrenze der Substratzugabe geben (0,3 , Einfluss der Blindgasproduktion)
• Der Schlamm sollte eine Woche bei Raumtemperatur gelagert werden. Zu lange Lagerzeiten können den Schlamm inaktivieren. Bei zu kurzen Lagerzeiten ist der Blindwert unnötig hoch.
• Es muss die Löslichkeit der Biogaskomponenten in der Sperrflüssigkeit untersucht werden. Gegebenenfalls sollte über eine andere Sperrflüssigkeit nachgedacht werden. Wenn die Suche nach einer neuen Sperrflüssigkeit für den MilliGascounter kein Erfolg bringt, müssten die Fermenter der BlueSens-Apparatur um den Faktor 10 größer ausgelegt werden. Der Messbereich um die 600 g Impfschlammeinwaage sollte dann Eudiometer-Apperaturen vorbehalten sein. Besser wäre die Verwendung von verdünnter Säure als Sperrflüssigkeit (verdünnte Schwefelsäure und Verwendung von hochwertigen V4A-Stählen, Salzsäure ist zu korrosiv)
• MilliGascounter sollten mit einem Methan-Kohlendioxid-Gemisch (50/50) kalibiert werden. Da das Gemisch einheitlich ist, kann man als Messgröße für den Massestrom die Wärmekapazität nutzen. Allerdings sind die Messbereiche geringer (1 – 40 ml/h) als die des MilliGascounters (1 – 1000 ml/h).
• Verringerung des Ölvolumens durch Verwendung einer quaderförmigen Messzelle, anstelle einer zylindrischen Messzelle, um die Mengen CO₂, die in der Sperrflüssigkeit gelöst werden, zu verringern.
• Der Boden der Fermenter sollte konkav sein, damit der Magnetrührer während der Versuchsdauer gleichmäßig rührt (Abb. 5.2)

Abb. 2: Reaktor mit gewölbtem Boden (die Gefäße werden auf einem Kunststoffring gestellt)

Nachtrag Forschungsarbeiten 2014:

Werden an Stelle von Rehau-Schläuchen (1,2 m) Glasrohre oder V4A-Rohre verwendet, kann bei der Vergärung von 1 g Mikrozellulose in der Eudiometerapparatur anstelle von 640 ml Biogas 700 ml Biogas unter Normbedingungen gemessen werden.

 

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