Bereich Biochemische Konversion

Der Bereich Biochemische Konversion konzentriert sich auf die Forschung zur Herstellung von Energieträgern aus Biomasse unter der Beteiligung von Mikroorganismen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Technologie zur Biogasgewinnung und –nutzung.

Eine technisch optimierte biochemische Konversion ist mit vielfältigen Herausforderungen verbunden. So sind gleichermaßen technische, biologische und chemische, wie auch logistische, rechtliche, ökologische und ökonomische Fragestellungen zu berücksichtigen. Dabei ist die Erhöhung der Effizienz des Gesamtprozesses in Kombination mit einer Kostensenkung eines der wesentlichen Ziele der Forschungen. Ebenso werden die sich aus der zunehmenden Flexibilisierung des Betriebes von Biogasanlagen ergebenen Forschungsthemen – insbesondere die neuen Anforderungen an die Technik und die Prozesskontrolle – bearbeitet. Außerdem befasst sich der Bereich mit der effizienten Nutzung der Stoffströme, der Schließung von Nährstoffkreisläufen und begleitet die Demonstration neuer und verbesserter Anlagen und Komponenten.

Alle Aktivitäten laufen vor dem Hintergrund einer umfassenden Evaluierung des Marktes und des Standes der Technik ab, die durch die Beteiligung an verschiedenen Monitoringvorhaben gewährleistet ist. Im Rahmen der intensiven Kooperation mit dem Helmholtz Zentrum für Umweltforschung - UFZ werden zudem vielfältige Fragestellungen hinsichtlich der Eigenschaften der beteiligten Mikroorganismen und deren Populationsdynamik beantwortet.

Der im Bereich angesiedelte Forschungsschwerpunkt "Anaerobe Verfahren" beschäftigt sich mit ausgewählten Themen aus dem Bereich Biogas.

Die Arbeitsgruppen des Bereiches

Die Arbeitsgruppe Charakterisierung und Entwicklung anaerober Prozesse arbeitet an der Analyse und Optimierung der für die biochemische Konversion relevanten Stoffströme. Dies beinhaltet sowohl Substrate, die in Konversionsanlagen genutzt werden als auch Teilströme, die als Nebenprodukte aus den Konversionsanlagen anfallen. Beispielsweise sind dies Abfälle oder nachwachsende Rohstoffe für die Anlagen und Gärreste aus Biogasanlagen oder Schlempen aus der alkoholischen Gärung, die ggf. nach einer Behandlung einer weiteren Nutzung zugeführt werden.

Fokusthemen der Arbeitsgruppe:

  • Substrat- und Prozesscharakterisierung
  • Desintegration
  • Additive
  • Verfahrensentwicklung

Ansprechpartner:
Dr. Jürgen Pröter (Arbeitsgruppenleiter)
Tel.: +49 (0)341 2434-517
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Aufgrund der immer höheren Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit der Technologien zur biochemischen Konversion erfolgt in der Arbeitsgruppe "Systemoptimierung" die Forschung und Entwicklung zur Verbesserung der Umweltauswirkungen.

Fokusthemen der Arbeitsgruppe:

  • Systemoptimierung und -integration
  • Emissionssituation und -messungen
  • Wirtschaftlichkeitsbewertung Biogas/ Biomethan
  • Monitoring/ Anlagendatenbank Biogas/ Biomethan
  • Politikberatung

Ansprechpartnerin:
Dipl.- Umweltwiss. Jaqueline Daniel-Gromke (Arbeitsgruppenleiterin)
Tel.: +49 (0)341 2434-441
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Die Klärung von prozessbiologischen Zusammenhängen verspricht nach wie vor die Erschließung erheblicher Optimierungspotenziale der biochemischen Konversionsverfahren. Aus diesem Grund forscht die Arbeitsgruppe Prozessüberwachung und Simulation in diesem Bereich mit dem Ziel, das Verhalten der Mikrobiologie der Vergärungsprozesse genauer beschreiben zu können und dieses Wissen in Prozessmodelle umzusetzen, die letztlich in Regelungsprozessen für Praxisanlagen angewendet werden können.

Fokusthemen der Arbeitsgruppe:

  • Prozessoptimierung
  • Prozesssimulation und -regelung
  • Flexibilisierung
  • Prozessüberwachung/ Messtechnik
  • Mikrobielle elektrochemische Technologien

Ansprechpartner:
Dr. Jörg Kretzschmar (Arbeitsgruppenleiter)
Tel.: +49 (0)341 2434-419
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Die angewandten Biogastechnologien unterliegen einer starken Entwicklung. Ausgehend aus dem Wissen um Stoffströme und biologische Zusammenhänge werden in der Arbeitsgruppe Forschungsarbeiten zur Optimierung von Technologien und Komponenten für die Bereitstellung und Nutzung von Biogas durchgeführt.

Fokusthemen der Arbeitsgruppe:

  • Identifizierung von technischen Schwachstellen im Betrieb
  • Analyse der Gesamteffizienz von Biogasanlagen
  • Technische Bewertung von Anlagen und Komponenten
  • Konzepterstellung zur Erzeugung von Biogas aus Rest- und Abfallstoffen

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Marcel Pohl (Arbeitsgruppenleiter)
Tel.: +49 (0)341 2434-471
E-Mail

Die Arbeitsgruppe untersucht die mikrobielle Ökologie anaerober Prozesse mit dem Ziel, die Biogasproduktion auf der Grundlage eines vertieften mikrobiologischen Prozessverständnisses zu optimieren. Ein weiteres Ziel ist die Erschließung natürlicher mikrobieller Ressourcen für die biotechnologische Anwendung in der biochemischen Konversion von Biomasse. Die Forschungsthemen umfassen die Suche nach mikrobiellen Indikatoren für Prozessstörungen, um neue Monitoringverfahren und Frühwarnsysteme für die Steuerung von Biogasreaktoren zu entwickeln, sowie die biologische Substratvorbehandlung lignocellulosereicher Substrate und die Bioaugmentation von Biogasreaktoren mit angereicherten Kulturen aus Umweltsystemen.

Fokusthemen der Arbeitsgruppe:

  • Zusammensetzung und Aktivitäten von mikrobiellen Gemeinschaften – Prozessverständnis
  • Monitoring-Tools und mikrobielle Frühwarnsysteme
  • Lignocellulosereiche Substrate
  • Vorbehandlungsverfahren und Bioaugmentation

Ansprechpartnerin:
Dr. Sabine Kleinsteuber
Tel.: +49 (0)341 235-1325
E-Mail