Online-Messung flüchtiger Fettsäuren in NawaRo-Biogasanlagen mittels NIRS

Abstract

Ein Online-Messsystem auf Basis der Nah-Infrarot-Reflektions-Spektroskopie (NIRS) soll Aufschluss über den Zustand der Abbauprozesse im Fermenter geben. Dazu werden NIR-Sensoren auf die substratspezifischen Parameter (flüchtige Fettsäuren wie Essig- und Propionsäure) kalibriert, wodurch die Prozessstabilität im Fermenter online überwacht werden kann. Die richtige Positionierung des NIR-Sensors ist dabei von entscheidender Bedeutung: in einem 400-Liter- Versuchsbiogasfermenter wurden zwei Sensoren direkt im Fermenter platziert, ein dritter Sensor in einem Bypass. Zur Kalibration des Messsystems erfolgte ein gezielter Säureanstieg im Fermenter durch Zugabe von Acetat. Die entwickelten Kalibrationsmodelle mit „support vector regression“ veranschaulichen die Vorzüglichkeit des Bypasses. Der statistische Wert des RPD (Quotient der Standardabweichung der Laborwerte zum Standardfehler der Kalibration) für Essigsäure erhöhte sich von 1,8–2,2 im Fermenter auf 3,3 im Bypass System.