Projekte
Mikro- und Molekularbiologie

Mikroorganismen sind entscheidend an landwirtschaftlichen Stoffkreisläufen beteiligt. Hierzu zählt auch der Biogasprozess. Mit mikro- und molekular-biologischen Methoden wird untersucht, welche Mikroorganismen für den Prozess wichtig sind und wie Krankheitserreger im Prozess abgetötet werden.

Körnermaisstroh als Biogassubstrat – Silierverhalten, Arbeitswirtschaft und Vergärbarkeit in der Biogasanlage

Weizenstroh

Der Einsatz von Körnermaisstroh in der Biogasproduktion hat ein hohes Potential. Noch offenen Fragen zum Siliererfolg, zu den arbeitswirtschaftlichen Aspekten in der Praxis und zum Verhalten in der Biogasanlage werden in diesem Verbundprojekt geklärt.  Mehr

Gesteigerte Methanproduktivität während der anaeroben Vergärung durch Zugabe von CO2

Versuchsstand mit Reaktoren zur CO2-Methanisierung und Gasanalytik

Voruntersuchungen zufolge kann der Methanertrag durch Einblasung von CO2 in den Biogasprozess verbessert werden. Da die verantwortlichen Mechanismen noch unklar sind und auf verschiedenen Ebenen liegen können, sollen sie in einem interdisziplinären Ansatz geklärt werden. Die LfL untersucht in diesem Verbundvorhaben den Einfluss des CO2-Zusatzes auf die Mikroorganismen im Biogasprozess.  Mehr

Amarant als spurenelementreiches Biogassubstrat: Dauererhebung in Durchflussfermentern

Gelber und roter Amarant

Amarant ist eine an Spurenelementen relativ reiche Kultur- und Energiepflanze mit einem prächtigen Erscheinungsbild. Bei ihrem verstärkten Einsatz für die Biogasproduktion könnte nicht nur der Zusatz teilweise giftiger Prozesshilfsmittel verringert und gleichzeitig die Prozessstabilität verbessert werden, bei einem partiellen Ersatz des Maisanbaus durch Amarant würde auch das Landschaftsbild bereichert.  Mehr

Gärbiologische Auswirkungen eines vermehrten Einsatzes von Zuckerrüben in Biogasanlagen

Erntefahrzeug mit Zuckerruebenhalde

Zuckerrüben werden als Alternative zu den gängigen Energiepflanzen vermehrt in Biogasanlagen eingesetzt. Hohe Gehalte an leicht umsetzbaren Zuckern und der geringe Gehalt der schwer abbaubarer Lignocellulose ermöglichen eine schnelle Vergärung und damit für den Betreiber eine flexiblere Steuerung der Biogasproduktion. Die Auswirkungen des Einsatzes von Zuckerrüben auf die Biogas bildende Mikroorganismengesellschaft und damit auf die Prozessstabilität sind bislang kaum untersucht. Dies soll mit mikro- und molekularbiologischen Methoden geprüft werden.  Mehr

Dynamik des Intermediat-Stoffwechsels in Biogasprozessen

Vereinfachtes Schema der anaeroben Vergärung mit Abbau der organischen Substanz über Hydrolyse/Acidogenese, Sekundärfermentation (Intermediärmetabolismus) und Methanogenese zu Biogas

Ein effizientes metabolisches Zusammenspiel einer Vielzahl von Mikroorganismen ist die Grundlage für eine hohe Methanausbeute und den stabilen Betrieb einer Biogasanlage. Ziel des Verbundvorhabens ist es, die mikrobiellen Leistungsträger und ihre Umsetzungsprozesse mit Einsatz isotopenmarkierten Substrats zu identifizieren und zu quantifizieren. Aus den Ergebnissen der Teilprojekte wird ein thermodynamisches Modell des Biogasprozesses erstellt.  Mehr

Bedarfsgerechte Energiebereitstellung durch mikrobiologische Methanisierung

Rieselbett-Versuchsreaktor

Mit dem zunehmenden Einsatz von volatilen und regenerativen Energien (Photovoltaik, Windkraft) kommt es zeitweise saisonal zur Überschussproduktion. Diese Erzeugungsspitzen können kaum genutzt werden, da physikalische und chemische Stromspeicher- und Umsetzungstechnologien nur wenig effizient oder kaum entwickelt sind.
Elektrolytisch erzeugter Wasserstoff kann hingegen mit externem Kohlenstoffdioxid direkt mikrobiologisch, höchst effizient, zu Methan umgesetzt und mit wesentlich geringerem Reinigungsaufwand ins Gasnetz eingespeist und gespeichert werden.   Mehr

Bedeutung und Verbleib von Clostridium difficile und anderen neuartigen Erregern in landwirtschaftlichen Biogasanlagen

Mehrere Flaschen mit Nährmedium und verdünnten Fermenterproben

Die LfL untersucht zusammen mit dem Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit und der Universiät Bielefeld,ob Clostridium difficile und andere neuartige Kranheitserreger in landwirtschaftlichen Biogasanlagen vorkommen und analysiert das Verhalten dieser Erreger unter mesophilen und thermophilen Prozessbedingungen.   Mehr

Mikrobiologische Diagnose relevanter Teilprozesse in der Biogasproduktion und Frühwarnsysteme

Pflanzenzellen mit angehefteten Bakterien

Das effiziente Zusammenspiel von syntrophen Bakterien und methanogenen Archaeen ist ein wichtiger Schlüsselprozess für eine optimale Biogasproduktion. Es wird untersucht welche und wie viele syntrophe Bakterien in unterschiedlichen Biogasprozessen vorhanden sind, und wie sich die Zusammensetzung vor bzw. bei einem Prozesszusammenbruch verändert.  Mehr

Mikrobiologische Prozessoptimierung in der Biogastechnologie

Fluoreszenzen

Die im Biogasprozess sehr effizient kooperierenden Bakterien und Archaeen werden zu unterschiedlichen Zuständen untersucht. Die entwickelten molekularbiologischen Frühwarnsysteme zeigen eine Prozessstörung schneller an als konventionelle Parameter.  Mehr

Biogas-Marker

Einphasige Laborfermenter mit einem Arbeitsvolumen von 30 Litern

Die Vergärung von Grassilage stellt besondere Ansprüche an die Stressresistenz der großteils noch unbekannten Mikroorganismen im Biogasprozess. Mit der Identifizierung von Biogasindikatoren sollen molekularbiologische Assays zur Früherkennung von Prozessstörungen entwickelt werden.  Mehr

Verbesserung der Effizienz von Biogasanlagen durch anaerobe Pansenpilze

Fluoreszenzen

Anaerobe Pilze aus dem Pansen von Wiederkäuern, sind darauf spezialisiert, Pflanzenteile zu zersetzen. Es wird untersucht, ob die energetische und wirtschaftliche Effizienz der Biogasproduktion durch ihren Einsatz verbessert werden kann.  Mehr

Verhalten von EHEC und krankheitserregenden Clostridien in Biogasanlagen

EHEC in rosa Petrischale

In einem Verbundvorhaben untersucht die LfL zusammen mit dem Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, ob EHEC und krankheitserregende Clostridien in Biogasanlagen vorliegen und wie diese sich bei verschiedenen Prozesszuständen verhalten.  Mehr

Entwicklung eines Schnellscreenings auf Pathogene in landwirtschaftlich relevanten Substraten

qPCR-Amplifikationsplots: Verdünnungsreihe eines DNA-Extrakts von einem Krankheitserreger

Moderne molekularbiologische Verfahren wie die quantitative Real-Time PCR (qPCR) eröffnen die Möglichkeit, landwirtschaftlich relevante Substrate schnell und hochspezifisch auf die Gegenwart bestimmter Krankheitserreger hin zu untersuchen.  Mehr

Mehr zum Thema

Thermophile Hydrolyse unter Einsatz von gezielt angereicherten Bakterienkulturen

Wie kann die Biogaserzeugung aus nachwachsenden Rohstoffen effizienter gestaltet werden? In diesem Projekt wurde der Ansatz gewählt, den anaeroben Abbauprozess in zwei Stufen zu trennen, um das erforderliche Fermentervolumen und den Energiebedarf der Anlage zu verringern. Mehr

Verbundvorhaben: Bioraffinerie-Modul zum gerichtet-fermentativen Aufschluss von Biomasse für eine kombinierte energetische und stoffliche Verwertung (FABES-Modul) - TP 2

Durch verfahrenstechnische, biochemische und mikrobiologische Maßnahmen soll die Vergärung einer Mischung aus Stroh und Heu beschleunigt und möglichst effizient gestaltet werden. Der Fokus liegt dabei auf der Optimierung der Hydrolysephase. Mehr

Nutzung von Grünland-Biomasse zur Biogaserzeugung

In Bayern sind etwa 34 % (ca.1,12 Mio. ha) der landwirtschaftlichen Nutzfläche Dauergrünland. Eine zentrale Fragestellung ist die alternative Nutzung von Grünland, das nicht mehr für die Viehhaltung benötigt wird, für die alternative energetische Nutzung zur Biogaserzeugung. Mehr