Ein Schwerpunkt ist die Optimierung von Bioreaktoren mit spezieller Anwendung zur Biogasgewinnung unter Einsatz von IR-Prozeßmesstechnik mit fasergekoppelten Multiplex-Sensoren. Dies ist ein laufendes Projekt, das im Rahmen eines Kooperationsvertrages mit dem ISAS bearbeitet wird (Diplomarbeit Ulrich Brunert) und bei dem verschiedene Analyten in wässriger und gasförmiger Phase zu überwachen sind. Im Rahmen eines BMBF-Projektes wurden beispielsweise die Konzentrationen von Carbonsäuren im Biogasreaktor der FH-SWF untersucht. Dazu wurde eine Vorrichtung aufgebaut, die eine Entnahme von Mikroproben im laufenden Betrieb gestattet. Diese wurden mittels ATR-FTIR-Spektrometrie untersucht. Parallel wurden Proben entnommen und per HPLC als Referenzanalytik untersucht. Ziel ist die Entwicklung einer preiswerten Prozessanalytik, die die Führung von Anaerobprozessen verbessert. Die bisherigen Ergebnisse sind sehr positiv, aber es ist noch in erheblichem Maße Entwicklungsarbeit zu leisten. Eine interessante Weiterentwicklung ist die pH-Wert-Modulation über FIA-Systeme zur Bestimmung von Carbonsäuren unter Reduzierung von Matrixeffekten. Einfache und kontinuierliche Prozessüberwachung ist mit ansteuerbaren Multi-Sondenkonzepten realisierbar. Für die nächste Zeit ist der Einsatz von FTIR-Minispektrometern vorgesehen, doch durch die neuen Quantenkaskadenlasertechnologien lassen sich ebenfalls kostengünstige Photometersysteme realisieren. Der letztere Bereich hat in Kombination mit IR-Fasertechnologien enorme Zukunftsaussichten, zudem im ISAS genügend Know-how im Bereich Laserspektroskopie vorhanden ist.
Andere Einsatzgebiete für die im ISAS entwickelten IR-Sonden sind möglich. Ganz konkret ist noch ein Einsatz in dem Algenreaktor der Fachhochschule SWF vorgesehen, der die effiziente Umwandlung von Sonnenenergie in Biomasse ermöglicht. Diese Biomasse kann in dem zweistufigen anaeroben Biogasreaktor zu Methan umgesetzt werden. Zum einen ist die thermische Nutzung des Methan gewünscht, das entstandene CO2 kann im Algenreaktor wieder eingesetzt werden, womit ein CO2-emissionsfreier Energiekreislauf begründet werden kann (wird von der Politik gefordert angesichts der im Kyoto-Abkommen gemachten Versprechungen). Andererseits kann das produzierte Methan zu H2 konvertiert werden, das wiederum in Brennstoffzellen umgesetzt werden kann. Für alle Prozesse sind Überwachungstechniken erforderlich, die von uns entwickelt werden können.
=> Artikel in der Weltwoche 45/01 (Nov. 2001)
=> Artikel in der Frankfurter Rundschau (23.04.2002)
=> Projektbeschreibung
