Elektrooptische Erfassung der mikrobiellen Aktivität in Biogasprozessen

Die Messung zellphysiologischer Parameter hat sich in den letzten Jahren in Bakterienreinkulturen etabliert. Insbesondere fluss-zytometrische Messungen von vorher gefärbten Zellen zur Bestimmung der Vitalität, Polarität, Atmungsaktivität sowie von morphologischen Merkmalen wie Granularität und Zellgröße haben eine weite Verbreitung erfahren.

Heutzutage werden beim Prozess-Monitoring von Biogasanlagen extrazelluläre End- und Zwischenprodukte des Stoffwechsels anaerober Mikroorganismen und deren externes Milieu (pH, Temperatur, etc.) gemessen. Mit der elektrooptischen Erfassung der Polarisierbarkeit von Mikroorganismen sollen nun erstmalig die bisher in der „Blackbox“ verborgenen intrazellulären Stoffwechselvorgänge bzw. die mikrobielle Aktivität in Echtzeit detektiert werden. Dazu wurde ein transportables, einst für Bakterienreinkulturen entwickeltes elektrooptisches Messmodul für anaerobe Mischkulturen weiterentwickelt und beim Prozess-Monitoring von batch und kontinuierlichen Biogasfermentationen eingesetzt. Im Verlauf der Fermentation korrelierte die Polarisierbarkeit der Mikroorganismen mit prozessrelevanten Parametern wie der Methan- und Säurebildungsrate. Somit konnte die mikrobielle Aktivität unterschiedlicher Prozesszustände mit der elektrooptischen Messung verfolgt werden. Das hier beschriebene Zellanalysesystem soll zukünftig vollautomatisch und in Echtzeit als Prozess-Monitoring-Werkzeug eingesetzt werden, um Prozessstörungen zu erkennen und den Effizienzgrad des Biogasprozesses zu verfolgen. Die Definition und Optimierung stabiler Prozesszustände durch Messung der mikrobiellen Aktivität wird immer greifbarer.



Copyright: © Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock
Quelle: 10. Rostocker Bioenergieforum (Juni 2016)
Seiten: 7
Preis inkl. MwSt.: € 3,50
Autor: Jörn Beheim-Schwarzbach
Erich Kielhorn
Dr. Alexander Angersbach
Prof. Dr. Peter Neubauer
Dr.-Ing. Stefan Junne

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