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Bio-iSensor - Online-Prozessanalytik qualitätsbeinflussender Parameter bei der Biogasproduktion durch intelligente Sensorik
- Förderzeitraum: 01.10.2012 - 31.03.2016
- Beteiligte Organisationen: 6
- Projektförderung: 2.600.000 Euro
- BMBF-Projekt: BioProFi
Die Bildung von Biogas ist ein hochkomplexer, biotechnologischer Prozess, welcher zu unterschiedlichen Methangasqualitäten und -konzentrationen, vor allem bei verschiedenen Substraten, führen kann. Die Substratqualität limitiert den Wirkungsgrad von Biogasanlagen, da die Fermentation je nach vorhandenem Material unterschiedlich verläuft. Die Parameter, die zu einer gleichmäßigen Biogasausbeute führen, sind kaum belegt. Um eine Effizienzsteigerung von laufenden oder neuen Biogasanlagen zu erreichen, wird zukünftig eine stärkere Einbindung von Mess- und Sensorsignalen in die Anlagensteuerung notwendig.
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchen Faktoren, die die Biogasprozesse beeinflussen. Diese Parameter bilden die Basis für die Entwicklung intelligenter Sensorsysteme zur Prozessüberwachung und -steuerung. Am Produktionsort können dann optimale Bedingungen für die Prozessstabilität eingestellt werden. Gaserträge von Biogasanlagen verbessern sich.
Prozesswissen in Form von On- und Offline-Daten mit hoher zeitlicher Auflösung zur Abbildung typischer Prozessverläufe ist eine wichtige Voraussetzung zur Optimierung der Biogaserzeugung. Erst auf dieser Basis ist die Entwicklung von robusten und leistungsfähigen Prozessführungsstrategien möglich. In dem Zusammenhang werden Messsysteme für das Online-Monitoring von Biogasanlagen weiterentwickelt und getestet:
- Impedanzspektroskopisch arbeitende, elektronische Zungen im Niederfrequenzbereich zur Analyse von Stoffparametern im Substrat
- Mikrowellensensoren für die kontaktlose Bestimmung des Wasser-/ Trockenmasseanteils
- Spektroskopische Detektion von organischen Makromolekülen und flüchtigen organischen Fettsäuren in der Flüssig- und Gasphase
Für diese Systeme erarbeitet PATTERN EXPERT ein softwaregestütztes Auswerteverfahren, welches in der Lage ist, die einzelnen Sensorsignale zu einer gemeinsamen Steuerung zu fusionieren.
Partner:
- Fraunhofer IBP
- Fraunhofer IGB
- Fraunhofer ICT
- DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
- PATTERN EXPERT
- IBA e.V.
