Forschungsprojekt 'FNR: Biogas'

Analyse der mikrobiellen Besiedlung in kommerziellen Biogasanlagen als Basis einer Entwicklung von Schnelltests auf Leitkeime

Akronym | Laufzeit | Gefördert durch

(ohne) | 15.12.2012 bis 31.03.2015 | Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV)

Motivation und Hintergrund

Biogas wird von Mikroorganismen erzeugt. Die Steuerung von Biogasanlagen erfolgt in der Praxis jedoch nahezu ausschließlich über chemisch-physikalische Analysen.

Ausgangspunkt des Projektes war die Annahme, dass eine bessere Kenntnis über den Zustand der Mikrobiologie im Fermenter eine bessere Steuerung des Biogasprozesses erlaubt. Dazu muss die Zusammensetzung der Mikroorganismen jedoch erst einmal gemessen werden können.

Mit der von AMODIA eingesetzten molekularen Technik zur Universellen Molekularen IDentifizierung (UMID) kann dies geleistet werden. Mit dieser Technik sollte in kommerziellen Biogasanlagen festgestellt werden, welche Mikroorganismen wichtig sind, und ob sich einige davon als Biomarker eignen, also indikativ für den Zustand der Mikrobiologie in einem Biogasfermenter sind.

Ziele

Die erste Zielsetzung des Vorhabens war die Entwicklung von speziell auf Biogasfermenter angepassten Methoden zur Extraktion und Amplifikation von mikrobieller DNA.

Mit diesen Methoden sollte die mikrobielle Zusammensetzung in großen Biogasanlagen über ein Jahr lang verfolgt werden. Dabei sollten Veränderungen der Mikrobiologie sowohl im Normalbetrieb als auch bei möglichen Störfällen beobachtet werden.

Es sollte untersucht werden, ob es sog. “Leitkeime” gibt, die den Zustand der Mikrobiologie anzeigen. Und falls Leitkeime gefunden werden, sollten dafür Schnelltests entwickelt werden.

Forschungsprogramm

Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)

Gefördert duch das BMEL

Das Projekt war ein Einzelprojekt von:

AMODIA Bioservice GmbH
Rebenring 31
38106 Braunschweig

www.amodia.de

 

Unterstützung beim Akquirieren kommerzieller Biogasanlagen und dem Probenmanagement lieferte:

Tews & Kollegen Unternehmensberatung GmbH
Stuhtmannweg 26
21388 Sodersdorf

www.tews-kollegen.de

Wichtige Ergebnisse des Projektes

  • Die von AMODIA eingesetzte Technik zur Universellen Molekularen IDentifizierung (UMID) kann bei kommerziellen Biogasanlagen den im Fermenter aktuell bevorzugten Weg der Methanogenese bestimmen (hydrogenotroph oder acetoclastisch).
  • Dieser Service wird seither in mehreren Analysepaketen kommerziell angeboten.
  • Im Projekt wurden über 72 kommerzielle Biogasanlagen ein Jahr lang untersucht.
  • Die Diversität der Mikroorganismen in den untersuchten Biogasanlagen ist sehr hoch. Daher wurde “der eine Leitkeim” nicht gefunden.
  • Die Zusammensetzung der methanogenen Archaeen veränderte sich im Laufe des Untersuchungszeitraums bei einigen Anlagen, ohne dass die Betreiber das mitbekommen haben. Damit besteht die Möglichkeit, die Mikrobiologie in bestehenden Biogasanlagen zu optimieren.
  • Im Untersuchungszeitraum hatte keine der beobachteten Biogasanlagen einen Störfall. Die damit einhergehenden Veränderungen der Mikrobiologie konnten daher leider nicht untersucht werden.