Inwieweit Mikroorganismen geeignet sind, aus biogenen Roh- und Reststoffen fermentativ Wasserstoff zu gewinnen, untersuchte die Technische Universit\u00e4t Hamburg Harburg in einem von der FNR mit Mitteln des Bundeslandwirtschaftsministeriums gef\u00f6rderten Projekt.<\/b><\/p>\n
Thermophile Bakterien waren f\u00fcr die Forscher der Institute AbfallRessourcenWirtschaft und des Instituts f\u00fcr technische Mikrobiologie von besonderem Interesse. Als Substrate wurden Glucose, Glycerin als Reststoff der Biodieselproduktion, Zucker-, Futter- und Steckr\u00fcben, Maismehl und Kartoffeln getestet, zur Animpfung des Prozesses diente die Mischkultur Kl\u00e4rschlamm. Bei einer Hitzevorbehandlung des Kl\u00e4rschlamms bei 80\u00b0C nahm die H2<\/sub>-Bildung deutlich zu, da Wasserstoff bildende Mikroorganismen im Gegensatz zu Methanbildnern bei diesen Temperaturen Sporen bilden und somit angereichert werden.<\/p>\n Zus\u00e4tzlich wurden sechs Reinkulturen auf ihr Potenzial zur H2<\/sub>-Bildung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass nur mit dem Stamm DSMZ 571 eine hohe H2<\/sub>-Produktion zu erreichen war. Da der Einsatz von Reinkulturen jedoch einen deutlich h\u00f6heren Aufwand und mehr Kosten verursacht, wird f\u00fcr alle Substrate eine Inokulation des Prozesses mit Kl\u00e4rschlamm empfohlen.<\/p>\n Die h\u00f6chste H2<\/sub>-Produktion wurde erwartungsgem\u00e4\u00df mit Glucose (280 Nl H2\/kg oTS) erreicht. Dies entspricht einem H2<\/sub>-Umsatz von 90%. Mit Kl\u00e4rschlamm als Inokulum und Maisst\u00e4rke wurden 190 Nl H2<\/sub>\/kg oTS erreicht. Auch die untersuchten Agrarprodukte zeigten hohe H2<\/sub>-Produktionswerte bis 188 Nl H2<\/sub>\/kg oTS; insbesondere Futter- und Zuckerr\u00fcbe erzielten bei pH-Pufferung mit Carbonat H2<\/sub>-Umsatzraten von rund 60%. Es empfiehlt sich, Reststoffe dieser Substrate aus der Verarbeitung z.B. zu St\u00e4rke zu verwenden. Glycerin entt\u00e4uschte hingegen, es brachte einen H2<\/sub>-Umsatz von unter 7%.<\/p>\n Fazit: Aus den erfolgreich durchgef\u00fchrten semikontinuierlichen Versuchen l\u00e4sst sich die Eignung der fermentativen Erzeugung von Biowasserstoff auch f\u00fcr den kontinuierlichen Betrieb ableiten.<\/p>\n Einziges Problem der kontinuierlichen H2<\/sub>-Bildung ist die prozessbedingte Vers\u00e4uerung des Systems. Daher sollte eine pH-Regelung oder Pufferung (Optimum pH5) vorgenommen und der ganze Prozess mit einer optimalen hydraulischen Aufenthaltszeit (HRT \u2013 Hydraulic Retention Time; optimal ist eine HRT von 3 Tagen) betrieben werden. Die Nebenprodukte der Wasserstoffstufe, \u00fcberwiegend organische S\u00e4uren, konnten zudem erfolgreich als Substrat in einer nachgeschalteten Methanproduktionsstufe verwertet werden.<\/p>\n