Einfluss der Vakuum-Siede-Behandlung auf die anaerobe Verfügbarkeit ausgewählter Biomasseprodukte

Aufgrund bereits existierender Forschungsergebnisse aus der Literatur und aufgrund erster Ergebnisse aus Voruntersuchungen wird die Wirksamkeit einer Vakuum-Siede-Behandlung als Aufbereitungsverfahren vor der Vergärung im Hinblick auf eine Steigerung der mikrobiellen Verfügbarkeit untersucht. Als Arbeitshypothese galt, dass durch die Vakuum-Behandlung unter erwärmten Bedingungen, Zellstrukturen zerstört und die effektiven Oberflächen organischer Substrate vergrößert werden. Das so konditionierte Substrat liegt für einen nachgeschalteten Anaerobprozess besser verfügbar vor. Die Kernfragestellungen sind: Welchen Einfluss übt die Vakuum-Siede-Behandlung auf die anaerobe Verfügbarkeit unterschiedlicher fester Biomassesubstrate aus und welche zusätzlichen Gaserträge können dadurch initiiert werden? Vorversuche an einer großtechnischen Anlage belegen die technische Funktionsfähigkeit des Verfahrens und zeigen Optimierungspotenziale. Die Untersuchung der unterschiedlichen Verfahrensschritte und Prozesskenngrößen erfolgte in Reihenuntersuchungen in einer halbtechnischen Anlage und im Labormaßstab. In deren Verlauf wurde deutlich, dass durch eine vorgeschaltete Vakuum-Behandlung keine signifikant erhöhten Extraktionsleistungen gelöster organischer Komponenten sowie keine erhöhten Gasbildungsraten bewirkt werden können. Auf Grundlage der erzielten negativen Ergebnisse werden anhand vereinfachter Modellvorstellungen Erklärungsansätze für das Ausbleiben der erwarteten Auswirkungen des Behandlungsverfahrens entwickelt. Als relevante Parameter eines thermischen Verfahrens wurden die innere Energie als Maß für die im System gespeicherte Energie und der Dampfdruck herangezogen. Die hierdurch erreichbaren Auswirkungen fallen bei einer Vakuum-Siede-Behandlung deutlich geringer aus, als bei Thermo-Druck-Behandlungen und konnten somit als eine plausible Erklärung für ausbleibende Effekte des untersuchten Verfahrens herausgearbeitet werden.