Einzelzellbiologie

Abstrakt

Auswirkungen der Vorbehandlung auf die Biomethanisierung von lignozellulosehaltigen Abfällen

Rajan Sharma, Shailey Singhal und Avanish K Tiwari

Lignocellulosen sind häufig ein Hauptbestandteil oder manchmal sogar der einzige Bestandteil verschiedener Abfallströme aus verschiedenen Industrien, der Forstwirtschaft, der Landwirtschaft und aus Kommunen. Die Hydrolyse dieser Materialien ist der erste Schritt zur Vergärung zu Biogas (Methan) oder zur Fermentation zu Ethanol. Die enzymatische Hydrolyse von Lignocellulosen ohne Vorbehandlung ist jedoch normalerweise nicht so effektiv, da die Materialien sehr resistent gegenüber enzymatischen oder bakteriellen Angriffen sind. Eine Vorbehandlung trägt dazu bei, den Hydrolyseprozess zu verbessern. In dieser Arbeit wurden verschiedene Vorbehandlungsmethoden untersucht.
Die vorliegende Arbeit veranschaulicht die Wirkung einer sauren und alkalischen Vorbehandlung auf Weizenstroh unterschiedlicher Größe sowie die anaerobe Vergärung behandelter Biomasse zur Produktion von Biogas in einem Batch-Rührkessel-Bioreaktor unter bestimmten Parametern. Die Qualität und Quantität des produzierten Biogases wurden mittels Gaschromatographie bzw. Wasserverdrängungsmethoden analysiert. Das unbehandelte Weizenstroh ergab eine Biogasausbeute von 104 ml/g und einen Methangehalt von 64 %. Mit Säure behandeltes Weizenstroh ergab eine Biogasausbeute von 130, 140 und 134 ml/g und einen Methangehalt von 68 %, 72 %, 75 % bei einer Säurekonzentration von 1 %, 2 % bzw. 5 %. Ähnlich ergab eine alkalische Behandlung eine Biogasausbeute von 124, 128, 126 ml/g und einen Methangehalt von 66 %, 69 %, 71 % bei einer NaOH-Konzentration von 1 %, 2 % bzw. 5 %.