监控和分析生物过程在消化器

豪恩海姆大学的大部分地区,这是斯图加特最古老的大学之一,位于Hohenheim城堡。大学的主要焦点是在经济学、自然科学、农业科学。亚博老虎机网登录它有一个杰出的声誉,不仅在德国,在世界各地,特别是在农业科学。亚博老虎机网登录

一些国家机构附属于这所大学以及许多其他专业研究站在应用型工科扮演关键角色的研究了约130年。其中之一是国家农业工程和生物能源研究所(图1)成立于1883年的名义符腾堡皇家学院的机器检查,已处理沼气研究项目近30年了。

图1所示。的国家农业工程和生物能源研究所,隶属于农业工程研究所。

生物能源正在蓬勃发展

早在1930年代和1940年代,保留的能量生物质被用来通过木材气化过程中燃料汽车。“然而,木材气化几乎完全停止石油生产燃料的可用性。然而,有限的化石燃料的可用性和出芽支持放弃核能已经增加可再生能源的重要性。

沼气及其代

生物能源,以及能源沼气,不断使用,可再生,可以存储。沼气是一种令人兴奋的发电,专门为农业。目前在德国,接近5000沼气工厂提供1716兆瓦的电力电网,几乎是等于1.5中型核电站产生的力量。

生产沼气的基础材料亚博网站下载是固体和液体肥料从牲畜和可再生原材料(图2)。沼气是分解过程中产生的有机物质通过四步厌氧消化过程,其中包括水解、acidogenesis, acetogenesis和甲烷生成。水解和acidogenesis主发酵,acetogenesis二次发酵。精炼之前,易燃的沼气在水饱和气体混合物的形式主要包括二氧化碳和甲烷。可氧化的甲烷组件使用沼气的过程中起到了至关重要的作用,因为它燃烧后释放能量。

图2。液体和固体粪便大约300牲畜单位和可再生原料沼气生产的基础材料。亚博网站下载

醇、羟基烃酸如乳酸和短链脂肪酸(挥发性脂肪酸(vfa)如丁酸和丙酸)主要是生产过程中水解和acidogenesis步骤。在acetogenesis和甲烷生成步骤,这些酸首先转化为乙酸,然后沼气。发酵过程可以通过观察监控乙酸丙酸比以及这些的绝对浓度挥发性有机酸(voa)。这些有机酸的总浓度发酵底物也可以表示等量的醋酸。为此,必须考虑不同分子量的[1]。

如果等效的醋酸小于1000 mg / L,然后发酵过程是完整的,因为在这些值,在主发酵生产酸发生以同样的速度由甲烷生成酸的降解,从而达到平衡。然而,如果这个过程被消毒剂,产甲烷微生物通常抑制。

因此,有一个显著增加发酵底物的酸浓度由于抑制或由于“吃得过多。“衬底的pH值下降当蒸煮器的缓冲容量超过由于酸增加。如果pH值小于6.8,产甲烷微生物的新陈代谢完全停止,影响沼气生产过程[2]。

除了酸浓度,缓冲容量(总无机碳和抽搐值)的发酵底物还在发酵过程中扮演一个重要组成部分。抽搐值量化pH-stabilizing碳酸盐/碳酸氢铵/氨缓冲,并衡量胃酸过多症的最佳点在沼气发电厂可以缓冲pH值实际上开始减少。经营者努力工作来实现操作的沼气工厂的目标最优条件采用现代过程仪表和相应的分析设备。app亚博体育

消化池Hohenheim大学生物学的研究

生物能源研究领域的基石,豪恩海姆大学在欧洲最先进的沼气实验室。研究沼气发电厂被称为“Unterer林”(图3)建于2007年的斯瓦比亚山作为一个补充的实验室已经存在在Hohenheim农业工程研究所的。

图3。研究沼气发电厂“Unterer林”是位于斯瓦比亚铝青铜(德国巴登-符腾堡州的状态),是畜牧业和动物育种的研究站。

这个研究所的研究主要集中在流程优化的沼气工厂,与特定的评估条件消化池的兴趣。为此,许多参数,如总碳、氮和硫内容(Ctot, Ntot和小公牛),有机干物质(ODM)内容,重金属含量(Co、铜、镍、硒、锌和Cd),总固体(TS)内容和矿物质含量(钠、镁、K, P和Ca),是合适的。样本蒸煮器(图4)可以用来确定这些参数。

图4。各种样本蒸煮器准备好进行分析

决定美国之音/抽搐值滴定

美国之音/抽搐价值评估发酵过程是一个重要的工具,它可以使用一个简单的滴定法确定成本效益方法和正确的实验室设备。app亚博体育样品最初是轻易动摇,然后离心,或者至少大致使用褶过滤器过滤。约10毫升的样品消化池整除,转移到滴定容器或改变烧杯样例。这个样例,30毫升蒸馏水补充道。执行动态等当点滴定用50更易与H / L₂所以₄pH值为滴定液,结合玻璃电极,最初校准用标准缓冲在酸碱4.00和7.00。

按照传统,分析滴定法进行固定端点的酸碱5.00和4.40。等当点之间达到酸碱3.50和4.00,大约与酸的总和,即总酸包括美国之音。美国之音/抽搐值计算通过使用经验公式,确定,也是好的抽搐和美国之音值。

可以推测,硫酸的消耗到固定端点1 (pH值5.00)是由于碳酸氢和碳酸盐样品中。因此,抽搐的值计算通过使用硫酸消耗的数量之间的初始pH值和pH值5.00。

硫酸的消耗酸碱5.00和4.40之间被认为美国之音。所以美国之音的价值之间的差异有关固定端点2 (pH值4.40)和固定端点1 (pH值5.00)。美国之音比抽搐给美国之音/抽搐值,在美国之音/抽搐值> 0.3(如图5所示,示例1,值0.727,蓝色曲线)表明,发酵过程有问题。

图5。滴定曲线的三个蒸煮器样品获得意大利滴定和自动化软件。

曲线形状在例子2和3(红色和绿色线在图5中)是明显不同于示例1由于低美国之音价值在这些例子。美国之音/抽搐0.246和0.241的值与这些例子表明,这个过程是生物完好无损。最佳美国之音/抽搐值可能会有所不同从一个案件到另一个基于所使用的植物和基质。因此,最优操作条件和相关的美国之音/抽搐值应该是必然成立。

常规操作期间,美国之音/抽搐值通过端点建立滴定没有记录的滴定曲线,这是完全足够的。然而,对于研究和开发的目的,有趣的附加信息现在可以提取超过2000豪恩海姆大学滴定曲线(图6)。

图6。自动瑞士万通美国之音/互动电视系统安装在豪恩海姆大学由785年DMP Titrino交换单元和一个814的USB样品处理器。Thomalla女士(图中)和Buschmann女士负责滴定分析法从蒸煮器的样品。

引用

[1]登月舱,a . Preissler d . Zielonka美国的说法,H。:发酵——一切甘兹einfach ?;Fachzeitschrift GWF -气/ Erdgas, 719 - 722年,148年慕尼黑(2007)。

[2]援助infodienst Verbraucherschutz、Ernahrung Landwirtschaft汽车集团。:der Landwirtschaft Biogasanlagen;波恩aid-Heft 1453 48页,(2003)。

这些信息已经采购,审核并改编自瑞士万通公司提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问瑞士万通公司。