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Titelaufnahme

Titel
Erzeugung von Biogas aus extensiv produzierter Grünlandbiomasse : Vorbehandlung durch Steam Explosion und Optimierung der Zeit-Temperaturkombination / verf. von: Franz Theuretzbacher
VerfasserTheuretzbacher, Franz
Betreuer / BetreuerinAmon, Thomas
Erschienen2012
UmfangV, 77 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2012
Anmerkung
Zsfassung in engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Biogas, Bioraffinerie, Lignocellulose, Heu, Vorbehandlung, Steam Explosion
Schlagwörter (EN)Biogas, Bio-refinery, Lignocellulose, Hay, Pretreatment, Steam Explosion
Schlagwörter (GND)Grünlandpflanzen / Biogasgewinnung / Prozessoptimierung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-7797 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Erzeugung von Biogas aus extensiv produzierter Grünlandbiomasse [10.2 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Die Bewirtschaftung von Grünlandflächen im Alpenraum ist sowohl aus ökologischen als auch aus ökonomischen und gesellschaftlichen Gründen von zentraler Bedeutung. Die Einstellung der Bewirtschaftung vieler Flächen hat zur Folge, dass die Verwaldung zunimmt und dadurch negative Auswirkungen sowohl für die Artenvielfalt als auch auf die Attraktivität des Alpenraums für dessen Bewohner zu befürchten sind. Grund für die Einstellung bzw. Einschränkung der landwirtschaftlichen Nutzung ist meist der ökonomische Druck, da Betriebe in den Erschwerniszonen der Alpen in der Produktion in der Regel kostenintensiver sind, als Betriebe in den Gunstlagen der Täler. Eine mögliche alternative Nutzung ist die Erzeugung von erneuerbarer Energie. Durch die Nutzung der Grünlandbiomasse zur Produktion von Biogas kann ein Beitrag zu den Klimaschutzzielen der europäischen Union geleistet werden. Durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze wird auch die Attraktivität des Alpenraumes für dessen Bewohner eine positive Entwicklung erfahren. Um jedoch die Biomasse aus dem, meist extensiv bewirtschafteten, Grünland der Alpen im Prozess der Biogaserzeugung nutzbar machen zu können, ist eine Aufbereitung notwendig. Bei der Steam Explosion wird die Biomasse unter hohem Druck mit heißem Wasserdampf behandelt. Dadurch kommt es zu einem thermischen und einem mechanischen Aufschluss der Biomasse. Des Weiteren finden während des Prozesses thermische Prozesse statt, bei denen Cellulose und Hemicellulose in Zuckermonomere und weitere Reaktionsprodukte gespalten wird. Der Wärmebedarf für die Erzeugung des benötigten Dampfes kann aus der Abwärme des zur Stromerzeugung eingesetzten Blockheizkraftwerks gedeckt werden. Um die Vorbehandlung mittels der Steam Explosion zu optimieren, ist es notwendig die beste Kombination aus Vorbehandlungstemperatur und Verweilzeit zu ermitteln.

Zusammenfassung (Englisch)

Keeping the agricultural production in the alpine area alive is of a high importance for ecological and social reasons. If greenland areas are not cultivated any more forests would take their place and this could have negative influences on the biodiversity and on the attractiveness of the Alps as an area to live in. Reasons for abandonment of greenland agriculture are mostly economically. Producing agricultural goods in mountain areas is more expensive than in preferential areas. A possible solution for this problem could be an alternative use of grassland biomass for energy production. The use of greenland biomass for producing biogas would serve the goal of the European Union to reduce climate gas. Through new working places the attractiveness of the Alps for the people would experience a positive development. For being able to produce biogas out of greenland biomass that is produced in an extensive kind of way, it is necessary to apply a pretreatment step before putting the biomass into the fermenter. Using the steam explosion the biomass is pretreated with hot steam under pressure. During the pretreatment it comes to thermal processes with degrade Cellulose and Hemicellulose to monomers and other reaction products. Steam is suddenly released then and with the water vaporizing at once there is also a mechanical pretreatment applied. The energy needed for warming up the process water can be taken from the engine used for power production out of the biogas. For optimizing the pretreatment through steam explosion it is necessary to find the best combination out of pretreatment temperature and time. Pretreatment conditions applied were between 160C and 220C. Residence time of the material in the tank ranged between 5 and 20 minutes.