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Georg Kirsten

• Ziel: Je nach Anforderung und Zielsetzung werden in der Forschung bereits die unterschiedlichsten Messsysteme zur Untersuchung des Gärprozesses verwendet. Aufgrund des breitgefächerten Angebots an zur Verfügung stehenden Technologien stellen sich jedoch folgende Fragen: Für welche Anwendung eignet sich welches Messsystem am besten? Was sind jeweils die Vor- und Nachteile? Wird der Gärprozess genau erfasst und wiedergegeben? Können Biogasausbeute und Zusammensetzung exakt ermittelt werden? Sind die gemessenen Werte reproduzierbar? Liefern unterschiedliche Systeme untereinander vergleichbare Ergebnisse? Gegenstand dieser Arbeit war es, diese Fragen für drei ausgewählte Messsysteme zu beantworten. Material und Methoden Es erfolgten 15 Versuche mit dem BlueSens-System, 7 Versuche mit einer Eudiometerapparatur und 7 Versuche mit eine Kolbenprober-apparatur. Im Gegensatz zu den Hohenheimer Biogasertragstest (HBT)-Versuchen hatte die Kolbenproberapparatur ein eigenes Gärgefäß. Grundlage für alle Versuche war die VDI-Richtlinie 4630. Als Gärsubstrat wurde mikrokristalline Cellulose verwendet. Erfasst wurde die Biogasausbeute und -zusammensetzung. Als Parameter wurden die Ansatzgröße, das Verdünnungsmedium für den Impfschlamm und das Verhältnis Substratmasse (Cellulose) zur Masse der organischen Trockensubstanz (oTS) des Impfschlamms variiert. Des Weiteren wurde vor jedem Versuchsansatz die Trockensubstanz- (TS) und organischen Trockensubstanzwerte (oTS) ermittelt. Ergebnisse: Anhand der Versuche wurde festgestellt, dass jedes Messsystem bei gleichen Bedingungen (innerhalb der VDI-Norm 4630) von Versuch zu Versuch reproduzierbare Messergebnisse liefert. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass das gemessene spezifische Biogasvolumen nicht nur von den vorliegenden Gärbedingungen abhängt, sondern auch von der Wahl der eingesetzten Messapparatur und der Ansatzgröße. Je größer die erzeugte Biogasmenge war, desto geringer waren die Differenzen im Vergleich zur theoretischen spezifischen Biogasausbeute (Cellulose) von 750 ml/goTS. Die besten Messergebnisse wurden mit einer Kolbenproberapparatur (~ 730ml/goTS) gemessen. Eudiometer-Apparaturen liefern etwas geringere Messergebnisse (~ 640ml/goTS, 600 g Impfschlamm mit einem oTS von ~ 1,5 % und 3,03 g Cellulose). Die MilliGascounter-Apparatur liefert dagegen Werte unterhalb der VDI 4630 (~440ml/goTS, 600 g Schlamm mit einem oTS-IS von ~ 1,5 % und 3,03 g Cellulose). Wird die Ansatzgröße erhöht, verbessern sich aber die Messwerte (~ 600ml/goTS, 3000 g Impfschlamm mit einem oTS von ~ 1,5 % und 15,15 g Cellulose). Da die Blindwerte (Nullproben) relativ geringe Abweichungen erzielen, liegt die Vermutung nahe, dass im vorliegenden Fall die Pfropfenströmung und erhöhte CO2-Löslichkeit im Silikonöl der MilliGascounters der BlueSens-Apparatur zu den Abweichungen im unteren Messbereich führen. Schlussfolgerung Es ist davon auszugehen, dass die Kolbenprober- bzw. HBT-Versuche dem realenBiogasvolumen am nächsten kommen. Besonders dem Gaslöseverhalten der Sperrflüssigkeiten der Eudiometer und MilliGascounter ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen.