@phdthesis{Schmitz, author = {Schmitz, Tonia Annick}, title = {Entwicklung und Bilanzierung eines Photobioreaktorsystems zur Makroalgenkultivierung am Standort einer landwirtschaftlichen Biogasanlage}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.4177}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20200604-41774}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {220}, abstract = {Marine Makroalgen besitzen vielversprechende Eigenschaften und Inhaltsstoffe f{\"u}r die Verwendung als Energietr{\"a}ger, Nahrungsmittel oder als Ausgangsstoff f{\"u}r Pharmazeutika. Dass die Quantit{\"a}t und Qualit{\"a}t der in nat{\"u}rlicher Umgebung wachsenden Makroalgen schwankt, reduziert jedoch deren Verwertbarkeit und erschwert die Erschließung hochpreisiger Marktsegmente. Zudem ist eine Ausweitung der Zucht in marinen und k{\"u}stennahen Aquakulturen in Europa gegenw{\"a}rtig wenig aussichtsreich, da vielversprechende Areale bereits zum Fischfang oder als Erholungs- bzw. Naturschutzgebiete ausgewiesen sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird demzufolge ein geschlossenes Photobioreaktorsystem zur Makroalgenkultivierung entwickelt, welches eine umfassende Kontrolle der abiotischen Kultivierungsparameter und eine effektive Aufbereitung des Kulturmediums vorsieht, um eine standortunabh{\"a}ngige Algenproduktion zu erm{\"o}glichen. Zur Bilanzierung des Gesamtkonzeptes einer Kultivierung und Verwertung (stofflich oder energetisch) werden die spezifischen Wachstumsraten und Methanbildungspotentiale der Algenarten Ulva intestinalis, Fucus vesiculosus und Palmaria palmata in praktischen Versuchen ermittelt. Im Ergebnis wird f{\"u}r den gegenw{\"a}rtigen Entwicklungsstand der Kultivierungsanlage eine positive Bilanz f{\"u}r die stoffliche Verwertung der Algenart Ulva intestinalis und eine negative Bilanz f{\"u}r die energetische Verwertung aller untersuchten Algenarten erzielt. Wird ein Optimalszenario betrachtet, indem die Besatzdichten und Wachstumsraten der Algen in der Zucht erh{\"o}ht werden, bleibt die Energiebilanz negativ. Allerdings summieren sich die finanzielle Einnahmen durch einen Verkauf der Algen als Produkt auf j{\"a}hrlich 460.869€ f{\"u}r Ulva intestinalis, 4.010€ f{\"u}r Fucus vesiculosus und 16.913€ f{\"u}r Palmaria palmata. Im Ergebnis ist insbesondere eine stoffliche Verwertung der gez{\"u}chteten Gr{\"u}nalge Ulva intestinalis anzustreben und die Produktivit{\"a}t der Zuchtanlage im Sinne des Optimalszenarios zu steigern.}, subject = {Makroalgen}, language = {de} } @phdthesis{Weitze, author = {Weitze, Laura Katharina}, title = {Erweiterte Prozessbewertung von Biogasanlagen unter Ber{\"u}cksichtigung organoleptischer Parameter und Erfahrungswissen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3849}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20190129-38499}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {308}, abstract = {Landwirtschaftliche Biogasanlagen leisten mit ca. 9.300 Anlagen und einem Anteil von 5,3\% an der Stromerzeugung, einen Beitrag zur Erzeugung Erneuer-barer Energien in Deutschland. Die Optimierung dieser Anlagen f{\"o}rdert die nachhaltige Bereitstellung von Strom, W{\"a}rme und BioErdgas. Das Ergebnis dieser Forschungsarbeit ist die Entwicklung eines mehrmethodi-schen Bewertungsansatzes zur Beschreibung der Qualit{\"a}t der Eingangs-substrate als Teil einer ganzheitlichen Prozessoptimierung. Dies gelingt durch die kombinierte Nutzung klassischer Analyses{\"a}tze, der Nutzung organolepti-scher Parameter - der humansensorischen Sinnenpr{\"u}fung - und der Integration von prozess- und substratspezifischem Erfahrungswissen. Anhand von halbtechnischen Versuchen werden Korrelationen und Kausalit{\"a}ten zwi-schen chemisch-physikalischen, biologischen, organoleptischen und erfahrungsbezogenen Parametern erforscht. Die Entwicklung einer Fallbasis mit Hilfe des Fallbasierten Schließens, einer Form K{\"u}nstlicher Intelligenz, zeigt das Entwicklungs- und Integrationspotenzial der Automatisierung auf, insbesondere auch im Hinblick auf neue Ans{\"a}tze z.B. Industrie 4.0. Erste L{\"o}sungen zur Bew{\"a}ltigung der identifizierten Herausforderungen der mehrmethodischen Prozessbewertung werden vorgestellt. Abschließend wird ein Ausblick auf den weiteren Forschungsbedarf gegeben und die {\"U}bertragbarkeit des mehrmethodischen Bewertungsansatzes auf andere Anwendungsfelder z.B. Bioabfallbehandlung, Kl{\"a}ranlagen angeregt.}, subject = {Biogasanlage}, language = {de} } @phdthesis{MeyerKohlstock, author = {Meyer-Kohlstock, Daniel}, title = {Prospects for Biochar in a Bio-Waste Cascade}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.3631}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20171108-36310}, school = {Bauhaus-Universit{\"a}t Weimar}, pages = {118}, abstract = {In the early 2000s the pre-Columbian, anthropologically produced black soil in the Amazon basin, „Terra Preta de {\´I}ndio", received greater scientific attention. Compared to the surrounding poor soils, this very fertile anthrosol contains significantly higher levels of microorganisms and nutrients. The reason for this was determined to be the likewise high levels of charred biomass. This stable carbon, now called biochar, has since been intensively examined as an option to improve soil and to store carbon. Although the creation of Terra Preta was most likely based on a purposeful utilization of organic residues from households and gardens, biochar plays no role in the current recycling of bio-waste. However, the implementation of biochar could lead to many improvements. Results from agricultural research suggest that not only the yield capacity of soils can be increased but also the process performance of composting and biogas plants. The latter is especially relevant since currently about 40\% of all collected bio-waste in Germany is recycled in an energy-material cascade consisting of anaerobic digestion and composting. The use of biochar in this cascade could then sequentially increase biogas yields, reduce greenhouse gas emissions, and improve compost quality. To realize the aforementioned advantages, the concept of biochar has to be integrated into the existing bio-waste cascade as practically as possible. This was done by the development of a theoretical scenario that allowed the analysis of energy and material flows to evaluate biochar's recycling performance. Furthermore, the legal and economic framework were examined to assess the feasibility of the extended cascade and to suggest possible adjustments to the frameworks.}, subject = {Kompost}, language = {en} } @misc{Viehmann2008, author = {Viehmann, Cornelia}, title = {Perkolierte Feststoffverg{\"a}rung von Stroh im Batchbetrieb bei Einsatz von Enzymen}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1347}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080902-14223}, year = {2008}, abstract = {Basierend auf den aus dem vermehrten Anbau von Energiepflanzen resultierenden {\"o}kologischen und geselschaftpolitischen Konflikten r{\"u}ckt die Verwertung von Abfallprodukten zur Biogasgewinnung zunehmend in den Mittelpunkt. Demzufolge wurden in der vorliegenden Arbeit Versuche zum Einsatz von Stroh in der perkolierten Trockenfermentation durchgef{\"u}hrt. Stroh besteht aus den strukturreichen Polysacchariden Cellulose und Hemicellulose die mit anaerob nicht abbaubaren Lignin verbunden sind. Folge dessen ist ein langsames Anlaufen des anaeroben Abbauprozesses und somit lange Verweilzeiten bzw. geringe Biogas- und Methanausbeute. Dem soll durch eine geeignete Vorbehandlung entgegengewirkt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Enzympr{\"a}parat f{\"u}r die Vorbehandlung des Strohs verwendet. Anschließend daran erfolgt die Bewertung des Einsatzes von stroh in der perkolierten Trockenfermentation im Allgemeinen sowie der Einfluss des Enzympr{\"a}parates.}, subject = {Perkolation}, language = {de} } @misc{Meisgeier2008, author = {Meisgeier, Susanne}, title = {Perkolierte Feststoffverg{\"a}rung von Treibsel im Batchbetrieb}, doi = {10.25643/bauhaus-universitaet.1348}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:wim2-20080902-14238}, year = {2008}, abstract = {Bei anaeroben Prozessen handelt es sich um bekannte biotechnologische Vorg{\"a}nge, an denen unterschiedliche Mikroorgansimengruppen beteiligt sein k{\"o}nnen. Zu diesen Gruppen geh{\"o}ren auch die Methanbakterien, die als Endprodukt ihres Stoffwechsels Methan und Kohlendioxid produzieren. Die erste wirtschaftliche Nutzung in Deutschland begann in den 20er Jahren des letzten Jahrhunderts mit dem Versuch, Biogas aus Kl{\"a}rschlamm zu gewinnen. In vergangener Zeit intensivierte sich aus unterschiedlichen Gr{\"u}nden das Interesse an der Biogastechnik. Diese Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der anaeroben Behandlung des Substrates Treibsel, welches an den norddeutschen K{\"u}sten aufgrund nicht funktionierender Verwertungsmethoden ein viel diskutiertes Problem darstellt. Inhalt und Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung, ob die Trockenfermentation von Treibsel eine {\"o}kologisch wie {\"o}konomische Alternative zu den bisher angewendeten Verfahren darstellt. Ziel der Versuche im Labormaßstab ist ein funktionierender stabiler anaerober Prozess und eine hohe Biogasproduktion. Weiterhin soll in diesen Versuchen der Effekt einer m{\"o}glichen Aufkonzentration von Salzen und eine daraus resultierende Hemmwirkung des Prozesses untersucht werden, da sich Treibsel zum gr{\"o}ßten Teil aus Halophyten (Salzpflanzen) zusammensetzt.}, subject = {Perkolation}, language = {de} }