Kohlenstofffl\u00fcsse und syntrophe Interaktionen im Biogasprozess<\/p>\n
Seit Beginn dieses Jahres wurde die langj\u00e4hrige Debatte \u00fcber die zuk\u00fcnftige Energiepolitik zus\u00e4tzlich angeheizt. Es wird nach nachhaltigen, erneuerbaren Energien verlangt. Biogas ist ein umweltfreundlicher und nachhaltiger Energietr\u00e4ger, der speicherf\u00e4hig ist und eine schwankende Stromerzeugung aus Windkraft und Sonnenenergie ausgleichen kann. Heutige Biogasanlagen erreichen jedoch nicht ihre volle Effizienz, da oft St\u00f6rungen und Ungleichgewichte w\u00e4hrend der Prozessf\u00fchrung zu Verlusten der Biogasausbeute f\u00fchren. F\u00fcr eine Abhilfe fehlt bis heute ein grundlegendes Systemverst\u00e4ndnis der komplexen mikrobiellen Prozesse in einem Biogasreaktor, welches Voraussetzung f\u00fcr die fr\u00fchzeitige Erkennung von St\u00f6rungen und ein verbessertes Prozessdesign ist. Hauptprobleme stellen St\u00f6rungen des anaeroben Abbauprozesses dar, deren Ausl\u00f6ser und Ablauf h\u00e4ufig noch unbekannt sind. Die mikrobiologische Erforschung der anaeroben Abbauprozesse in Biogasreaktoren steht noch am Anfang, und der Betrieb von Biogasanlagen beruht im Gegensatz zu anderen biotechnologischen Prozessen wie z.B. der Abwasserreinigung kaum auf der Anwendung mikrobiologischer Erkenntnisse.<\/p>\n
In diesem Projekt soll ein vertieftes Gesamtverst\u00e4ndnis des mikrobiellen Systems in Biogasreaktoren auch unter St\u00f6rsituationen generiert werden, welches die Prozessf\u00fchrung verbessern und bestehende Modelle erweitern kann. St\u00f6rprozesse sollen auf ihre zugrunde liegenden mikrobiellen Mechanismen untersucht werden, wobei das Hauptaugenmerk auf den syntrophen Abbaustufen des Biogasprozesses (sekund\u00e4re G\u00e4rungen Acetogenese, Methanogenese) liegen soll. Im Labormodell soll eine Prozessst\u00f6rung mit verschiedenen Methoden untersucht werden, um den Zusammenhang zwischen sich \u00e4ndernden Prozessparametern und mikrobiellen Aktivit\u00e4ten zu verstehen und aussagekr\u00e4ftige Indikatoren f\u00fcr St\u00f6rungen auf Basis der mikrobiellen Abl\u00e4ufe zu entwickeln. Ein St\u00f6rfall soll in parallelen Reaktoren nachgebildet werden, um den Effekt der St\u00f6rung auf die mikrobielle Gemeinschaft und insbesondere auf die Aktivit\u00e4t metabolischer Schl\u00fcsselfunktionen zu verfolgen. Eine induzierte Prozessst\u00f6rung kann Aufschluss \u00fcber mikrobielle und prozesstechnische Indikatoren geben, die f\u00fcr Prozessstabilit\u00e4t oder -instabilit\u00e4t stehen. Unter Verwendung von Stable Isotope Probing (SIP)-Techniken soll der Kohlenstofffluss in einzelnen Prozessstufen aufgekl\u00e4rt werden, um stoffwechselphysiologische Vorhersagen zu erm\u00f6glichen und vorliegende Abbauprozesse zu identifizieren und zu quantifizieren. Weiterhin sollen aktive Schl\u00fcsselorganismen und mikrobielle Prozesse molekularbiologisch charakterisiert werden. Diese Ergebnisse sollen zur Etablierung von phylogenetischen und funktionellen Markern f\u00fchren, welche Indikatoren f\u00fcr die Prozessstabilit\u00e4t in der Acetogenesestufe darstellen sollen. Solche Indikatoren k\u00f6nnten als Parameter f\u00fcr die Prozess\u00fcberwachung dienen und so zum effizienten und stabilen Betrieb von Biogasanlagen beitragen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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