Monovergärung von Glycerin

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 101931

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0071;F-Biomasse

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Monovergärung von Glycerin

Schlussbericht (Deutsch)

Die vorliegende Studie untersucht die Machbarkeit einer Monovergärung von Rohglycerin aus der Biodiesel-Produktion. Ein Teil der Gärversuche wurde in einem einstufigen, kontinuierlichen System mit 700 l Nutzvolumen durchgeführt. Der maximale Biogasertrag von Rohglycerin beträgt im kontinuierlichen Betrieb 1100 l/l Glycerin, bzw. 870 l/kg Glycerin. Der mittlere Methangehalt liegt bei 70 %. Die Adaptionsgeschwindigkeit der Biologie an das Substrat Rohglycerin ist hoch. Zwei bis drei Tage nach dem Start der Rohglycerinzugabe werden 100 %-ige Abbauraten erreicht. Die einstufige, kontinuierliche Vergärung von Rohglycerin bei 40 °C läuft nur bei sehr geringer Raumbelastung (0.65 kg oTS/(d∙m3)) stabil und ist deswegen gegenwärtig nicht wirtschaftlich. Bei höheren Raumbelastungen (1.5 bis 3.0 kg oTS/(d∙m3)) erliegt die adaptierte Biologie nach rund 20 Tagen an massiven Prozessstörungen. Ein zweistufiges System mit separater Hydrolyse-Stufe könnte vermutlich die stabile Vergärung ermöglichen, wie Recherchen zeigen. Fed-Batch-Versuche im Labor der Hochschule Wädenswil (ZHAW) zeigten, dass Rohglycerin leicht besser abgebaut wird als Reinglycerin. Die Prozessstörungen entstehen aufgrund von Hemmungen der Zwischenprodukte, die aus dem Abbau von Glycerin entstehen. Bei höheren Konzentrationen von 1.2-Propandiol und 2.3-Butandiol wurden diese nicht vollständig abgebaut. Weitere Hemmstoffe können nicht ausgeschlossen werden. Die Prozessstabilität scheiterte nicht am Mangel von Haupt- und Spurennährelementen.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Genesys Biogas AG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Erb,David
Büeler,Elmar
Spicher,Mathias

Zugehörige Dokumente

• Monovergärung von Glycerin - Vergärung von einem Substrat in dominierender Menge - Schlussbericht [PDF] 1'188 kB

Schlussbericht (Englisch)

The present study investigated the feasibility of a mono fermentation of the glycerine-fraction from biodiesel production. Part of the experiments took place in a single-stage, continuous system with 700 l usable volume. The maximum yield of biogas of the glycerine-fraction is in continuous operation 1100 l/l of glycerine, or 870 l/kg of glycerine. The average methane content is 70 %. The adaptation rate of the biomass at the substrate of glycerine-fraction is high. Two or three days after starting the feed 100 % degradation rates will be achieved. The single-stage, continuous fermentation of the glycerine-fraction at 40 °C runs only stable at very low organic loading rate (0.65 kg oDM/(d∙m3)) and is therefore not currently economically. At higher organic loading rates (1.5 to 3.0 kg oDM/(d∙m3)) the adapted biomass collapsed after about 20 days due to massive instability of the process. A two-stage system with separate hydrolysis stage could probably allow a stable fermenta-tion as research of literature has shown. Fed-batch experiments in the laboratory of the University of Wädenswil (ZHAW) demonstrated that the glyc-erine-fraction from biodiesel production is slightly better degradable than pure glycerine. The process dysfunctions arise because of the inhibition of intermediates resulting from the degradation of glycerine. At higher concentrations of 1.2-propanediol and 2.3-butanediol the degradation was incomplete. Further inhibitors can not be excluded. The failed stability of the process is not due to the lack of main nutrients or trace elements.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Genesys Biogas AG

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Erb,David
Büeler,Elmar
Spicher,Mathias