Bildung und Vermeidung von Schaum im Vergärungsprozess bei der Produktion von Biogas

Abstract

Die Habilitationsschrift hat zum Ziel, eine Zusammenfassung der Arbeiten zu einer der häufigsten Störungen des Biogasproduktionsprozesses – der übermäßigen Schaumbildung – zu geben. Die Bildung von Schaum in Biogasanlagen führt zu volkswirtschaftlichen Schäden im Sinne von Produktionseinbußen, sowie erhöhten betrieblichen Kosten. Dabei ist dieses Problem bisher nur wenig erforscht und auf dem Markt gibt es außer Antischaummitteln, die - wenn überhaupt - nur kurzfristig wirken, sehr wenig Lösungen für die Stabilisierung einer schäumenden Biogasanlage. Die Autorin fasst das bisherige Wissen zusammen, wobei sie nicht nur ihre eigenen Arbeiten zur Analyse des Problems, der Ursachen, sowie der Suche nach wirksamen Mitteln gegen übermäßige Schaumbildung beschreibt, sondern auch gründliche Analyse des bestehenden Wissens durchführt. Die entwickelten Maßnahmen reichen von der Entwicklung von Tests zur Bestimmung der Substrate, die zur Schaumbildung neigen, sowie zur Ermittlung eines geeigneten Entschäumers für das jeweilige Schaumereignis, über die Empfehlungen zur Vorbehandlung von Substraten bis zur Anwendung von puffernden Substanzen in spezifischen Fällen der Schaumbildung. Die Arbeit der Autorin bringt neue Erkenntnisse, die bereits in zahlreichen Biogasanlagen zur Anwendung gekommen sind.

The aim of the habilitation thesis is to summarise the work on one of the most frequent disturbances in the biogas production process - excessive foaming. The formation of foam in biogas plants leads to economic damage in the sense of production losses, as well as increased operational costs. However, this problem has been little researched so far and there are very few solutions on the market for stabilising a foaming biogas plant apart from anti-foaming agents, which - if at all - are only effective in the short term. The author summarises the knowledge to date, describing not only her own work in analysing the problem, the causes, and the search for effective means to combat excessive foaming, but also conducting extensive analyses of existing knowledge. The measures developed range from the development of tests to determine which substrates are prone to foaming and to identify a suitable defoamer for the particular foaming event, to recommendations for pre-treatment of substrates and the use of buffering substances in specific cases of foaming. The author's work brings new insights that have already been applied in numerous biogas plants.