Erbliche Genetik: Aktuelle Forschung

Abstrakt

Einfluss der Substratkonzentration und Verweilzeit auf die säurebildende Fermentation von Lebensmittelabfällen

Serena Simonetti

Flüchtige Fettsäuren (VFA), Ethanol und Milchsäure sind flüssige Zwischenprodukte der anaeroben Vergärung (AD), deren wirtschaftlicher Wert höher ist als der von Methan. Sie werden derzeit aus petrochemischen Quellen und Nahrungsmittelpflanzen hergestellt, und ihre industrielle Produktion aus AD ist aufgrund der hohen Rückgewinnungskosten und der Produkthemmung noch nicht wirtschaftlich. Daher würde ein konzentriertes Substrat, das selten untersucht wird, ihre Rückgewinnung erleichtern und zu einer höheren volumetrischen Produktivität führen. Um Ertrag, Konzentration und Produktivität zu maximieren, wurden Batch- und halbkontinuierliche Reaktoren betrieben und unterschiedliche Konzentrationen von Lebensmittelabfällen (FW) sowie hydraulische und Schlammverweilzeiten (HRT und SRT) untersucht. Aus Gründen der Prozessökonomie wurde die Raumtemperatur aufrechterhalten und der pH-Wert nicht kontrolliert, wodurch saure Werte erreicht wurden, die Methanogene hemmen. Laktat war das Hauptprodukt und machte in den meisten Experimenten 80 % aus, gefolgt von Acetat, höchstwahrscheinlich aufgrund des niedrigen pH-Werts (um 4). Substratkonzentrationen zwischen 429 und 27 gCOD/l wurden in Batch-Läufen ermittelt. Die mit einer konzentrierteren FW erzielten Ergebnisse waren bisher vielversprechend. Es wurde eine maximale Produktkonzentration von 60 g/l mit 429 g COD/l Zufuhr und ähnliche Erträge bei allen Konzentrationen (18-8 % COD/COD) erreicht. Verschiedene HRT und SRT wurden in Kombination mit verschiedenen Substratkonzentrationen untersucht. Eine maximale Produktkonzentration von 16 g/l und eine Produktivität von 6 g/l*d wurden in einem Sequenzierungs-Batch-Reaktor (SBR) mit einer HRT von 2 Tagen, einer SRT von 5 Tagen und einer Zufuhr von 107 g COD/l erreicht. Der maximale Ertrag von 27 % COD/COD wurde jedoch in einem kontinuierlichen Rührkesselreaktor (CSTR) mit einer HRT von 30 Tagen und einer Zufuhr von 54 g COD/l erreicht.