Biokonversion und Biogassysteme

Die Arbeiten zur biotechnologischen Konversion von Biomasse zu Energieträger und/ oder zu stofflichen Produkten erfolgen nach dem Prinzip der kaskadischen Nutzung und in Zusammenarbeit mit der Universität für Bodenkultur Wien (IFA Tulln). Im Zentrum steht die Weiterentwicklung der Biogastechnologie. Ihr kommt eine wichtige Rolle bei der Nutzung von Reststoffen zu und sie ermöglicht die Bereitstellung von speicherbarer Energie (Biomethan) aus Biomasse. An den folgenden Fragestellungen forschen wir:

  •  Integration von Biogasanlagen im Gesamtenergiesystem
  • Intensivierung und Optimierung der Nutzung von Reststoffen und stabile Fermentation bei stark proteinhaltigen Substraten
  • Vorbehandlung schlecht abbaubarer Substrate zur Verbesserung der mikrobiologischen Umsetzung und Einsatz von Additiven zur Erhöhung der mikrobiologischen Aktivität     (z. B. Spurenelemente, Enzymprodukte)
  • Aufbereitung von Biogasgärresten zu Biodüngern

Unsere Schwerpunkte im Bereich der Biokonversion umfassen derzeit die Algenbiotechnologie
sowie Verfahren zur Umwandlung von Reststoffen und CO2 zu verschiedenen Produkten (gasförmige oder flüssige Energieträger, Basischemikalien, höherwertige Produkte für die chemische Industrie).

Wir beschäftigen uns dabei mit den folgenden Fragestellungen:

  • Neu- und Weiterentwicklung sowie Scale-up von Prozessen in der Algenbiotechnologie
  • Entschwefelungsprozesse und Nährstoffrückgewinnung
  • Veredelung problematischer Abfälle (z. B. Schlachtabfälle)
  • ABE (Aceton-Butanol-Ethanol) Fermentation basierend auf Reststoffen
  • Biologische Umwandlung von H2 und CO2 zu Energieträgern und zu chemischen Grundstoffen

Leistungsbeschreibung AREA 3

• Biogasprozess

Charakterisierung unterschiedlicher Substrate für Biogasprozesse (Trockensubstanz,
organische Trockensubstanz, CSB – chemischer Sauerstoffbedarf, Gesamtstickstoff, NH4-Stickstoff, etc.), Bestimmung von Biomethanausbeuten im Rahmen von Batchtests, Potentialstudien für Biogasprojekte, Optimierung der Monovergärung von Industriereststoffen (kontinuierliche Biogasversuche), Begleitung und Optimierung von Industriebiogasanlagen

• Mikroalgenbiotechnologie

Screening von Algenstämmen, Test und Vergleich unterschiedlicher Kultivierungssysteme
(tubulärer Photobioreaktor, „sleeve bag“-System, etc.), Scale-Up des Prozesses vom Labormaßstab in den Pilot-Maßstab, Downstream-Processing (Ernte, Biomasseaufbereitung, Wertstoffextraktion, etc.), Bereitstellung von Algenbiomasse, Weiterentwicklung von Algenbioraffinerie-Prozessen

• Nährstoffrückgewinnung und Nährstoffverfügbarkeit

Verfahrenstechnik zur Aufbereitung von Biogasgärresten zu Biodüngern (Siebung, Zentrifugation, Einsatz von Fällungsmitteln, Ultrafiltration, …), Bioverfügbarkeit von Spurenelementen, Weiterentwicklung von Entschwefelungsprozessen (chemisch, mikrobiologisch), Weiterentwicklung von Prozessen zur Nährstoffrückgewinnung (Ammoniak, Phosphat, Schwefel, Mikroelemente)

• Weitere Biokonversionsprozesse

Biomethanisierung und biologisches Upgrading von Biogas zu Biomethan, biologische Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Essigsäure, Veredelung problematischer Abfälle (z. B . Schlachtabfälle), Produktion von flüchtigen Fettsäuren aus biogenen Reststoffen, Weiterentwicklung der ABE Fermentation

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