Analysenangebot

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Biogasanlage mit einem Maissilagehaufen
Biogasanlage mit einem Maissilagehaufen

Fermenterbiologie

Zur Beurteilung des Zustandes der Fermenterbiologie werden verschiedene Parameter herangezogen. Für die verschiedenen Abbaustufen des Prozesses gibt es Einschränkungen hinsichtlich des pH-Wertes. Während die bakteriell durchgeführte Hydrolyse optimal im leicht sauren bis sauren Milieu abläuft, benötigen die Mikroorganismen der letzten Stufe, die methanogenen Archaeen, neutralere pH-Bedingungen. Die Messung des pH-Wertes kann also Auskunft über den Zustand des Reaktors geben. Diese Aussage ist aber nur eingeschränkt für eine Beurteilung ausreichend, da der pH-Wert durch verschiedene Puffersysteme in der Fermenterflüssigkeit sehr lange stabil gehalten werden kann, bevor er sich dann plötzlich stark ändert. Eine herannahende Störung kann also kaum über den pH-Wert alleine festgestellt werden. Dazu eignet sich eher das Verhältnis aus den sogenannten freien organischen Säuren (FOS) und der Kapazität der vorhandenen Puffersysteme (ausgedrückt als „totaler anorganischer Kohlenstoff“ (TAC)). Bei dieser titrimetrischen Analyse werden keine Komponenten konkret bestimmt, sondern es werden die Verbräuche von Säure zwischen bestimmten pH-Werten gemessen und zueinander ins Verhältnis gesetzt (FOS/TAC). Die Aussage dieses Wertes dient letztlich dazu zu bemessen, wie viel zusätzliche saure Verbindungen vom Prozess vertragen werden können, bevor es zum Einbruch des pH-Wertes kommt. Der FOS/TAC sollte unterhalb von 0,8 liegen.

Organische Säuren

Für die genauere Bestimmung des Gehaltes an organischen Säuren kann weiterhin das Essigsäureäquivalent bestimmt werden. Hier werden flüchtige Bestandteile, also hauptsächlich die organischen Säuren, abdestilliert und ebenfalls titrimetrisch bestimmt. Auch das Essigsäureäquivalent ist ein Summenparameter, d.h. keine präzise Bestimmung der hierunter zusammengefassten Substanzen. Da aber für die Bewertung des Prozesszustandes das Verhältnis der einzelnen Säuren ebenfalls in Betracht gezogen werden sollte, insbesondere dann, wenn ein Problem vorliegt, bieten wir zudem die Einzelbestimmung der relevanten kurzkettigen organischen Säuren (hauptsächlich Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure) mittels gaschromatographischer Bestimmung an. Hier gilt z.B. die Bewertung des Verhältnisses aus Essigsäure und Propionsäure als Bewertungskriterium. In der Regel sollte die Essigsäure deutlich über der Propionsäure liegen.

Ammoniak

Prozessstörungen können auch durch Bestandteile der eingesetzten Substrate verwendet werden. Insbesondere stickstoffreiche Substrate mit einem hohen Anteil an Protein, Harnstoff/Harnsäure oder Ammoniak führen zu hohen Ammoniakgehalten im Fermenter. Ammoniak kann einerseits als Puffer gegen einen pH-Abfall dienen. Andererseits wirkt es mit zunehmender Konzentration und zudem pH- und temperaturabhängig auch toxisch. Bei hohen Anteilen von Wirtschaftsdünger, insbesondere aus der Geflügelhaltung, bei Einsatz von Schlachtabfällen oder Lebensmittelresten u.a. ist daher ein besonderes Augenmerk auf diesen Parameter zu richten.

Bei den meisten Messgrößen im Biogasprozess gilt dabei: Stabilität zählt mehr als das Einhalten enger Grenzen der Literaturwerte. Daher lohnt sich die regelmäßige Analyse zur Prozessüberwachung mehr, als die Stichprobe bei konkret auftretenden Problemen. Betrachten Sie also Ihre Analysewerte immer im Zusammenhang der Anlagenhistorie.

Neben der Analytik der Prozessparameter bieten wir selbstverständlich auch die Bewertung Ihrer Substrate an. Für die klassischen, chemischen Verfahren, die auch aus der Futtermittelanalytik bekannt sind finden Sie hier unser Angebot.

Substrat-Bewertung

Für die Bewertung Ihrer eingesetzten Substrate, insbesondere pflanzliche Substrate bei der Ernte oder von Silagen, bieten wir die Bestimmung der Trockensubstanz sowie der organischen Trockensubstanz und für Silagen die weitere Beurteilung über die Gärsäuren etc. an. Insbesondere die Frage nach dem möglichen Gasertrag beantworten wir aber gerne für Sie experimentell im Gärversuch im Eichhoflabor. In Abhängigkeit der Beschaffenheit Ihres Substrates bieten wir den kleinen Gärtest im Eudiometer (flüssige oder sehr feinstrukturierte, homogene Proben) oder den großen Gärtest im 15l-Maßstab an. In letzterem können wir Ihre Substrate genauso einsetzen, wie Sie auch auf der Biogasanlage zum Einsatz kommen. Das erlaubt uns Versuche durchzuführen, die keine mechanische oder chemische Veränderung des Substrates bei der Vorbereitung benötigen, so dass die Methanausbeute nicht künstlich verändert wird. Weiterhin untersuchen wir für die Überprüfung der Effizienz Ihres Prozesses auch den Ausfaulungsgrad Ihrer Gärreste auf das Restgaspotenzial. In Abhängigkeit Ihrer Gärreste wählen wir auch hier den passenden Ansatz, um möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen.

Weiterhin bieten wir Untersuchung der Spurennährstoffe bzw. der Makro- und Mikroelemente an und unterstützen Sie bei der Bewertung der Analyse.

Am Ende des Gärprozesses steht immer der Gärrest. In der Regel wird dieser mit wertvollen Inhaltsstoffen angereicherte Gärrest zur Düngung eingesetzt. Alle zugehörigen Untersuchungen führen wir ebenfalls durch.