BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Javier Lizasoain Arteaga
(2018):
Optimization of biogas production from lignocellulosic biomass through the utilization of steam explosion pretreatment.
Dissertation - Institut für Landtechnik,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 100.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Derzeit besteht weltweit ein zunehmendes Interesse an der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen. Die Nutzung von Biomasse zur Biogaserzeugung hat aber zu einem Wettbewerb zwischen Energie- und Lebensmittelproduktion geführt. Diese Biomasse enthält starke Lignocellulose-Komplexe, welche die mikrobielle Umwandlung in Biogas begrenzen und daher einen Vorbehandlungsschritt erfordern. Für Schilf, Heu, Mais- und Weizenstroh wurden verschiedene Vorbehandlungsbedingungen angewandt, um deren Einfluss auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Einsatzstoffe und ihre Biokonversion in Biogas zu untersuchen. Einerseits zeigte die Vorbehandlung einen deutlichen Effekt auf den physikalischen Abbau der Biomasse. Andererseits zeigte die chemische Analyse von unbehandelter und vorbehandelter Biomasse das große Potenzial der Steam-Explosion zur Hydrolyse der Hemizellulosefraktion. Die Anwendung sehr intensiver Vorbehandlungsbedingungen führte jedoch zu Nebenreaktionen, wodurch die Ligninfraktion deutlich zunahm. Solche Erhöhungen des sehr resistenten Lignins führten zu einer deutlichen Reduzierung der BMP-Werte. Im Falle von Heu und Maisstroh lieferten sehr intensive Vorbehandlungsbedingungen aufgrund des hohen Gehalts an resistenten Verbindungen und Inhibitoren wie Furfural und HMF sogar niedrigere BMP-Werte als in der unbehandelten Probe. Darüber hinaus wurden kontinuierliche Biogasversuche mit Steam-Explosion-Maisstroh durchgeführt, was zeigte, dass diese Vorbehandlung eine effiziente Methode für die Verwendung dieser Art von lignozellulosehaltiger Biomasse als Substrat ist. Die Vorbehandlung ermöglichte es, einen homogenen Inhalt im Fermenter zu erhalten und lieferte stabile AD-Bedingungen. Darüber hinaus wurden Degradierungsversuche durchgeführt, die zeigten, dass durch die Vorbehandlung ein großer Teil der Biomasse löslich gemacht werden konnte. Außerdem zeigten die kinetischen Versuche, dass die Steam-Explosion den biologischen Abbau von Biomasse verbesserte.
- Betreuer: Gronauer Andreas
- 1. Berater: Bauer Alexander
- 2. Berater: Piringer Gerhard