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The mechanisms governing the efficiency of commercial fiber-degrading enzyme additives at improving the anaerobic digestion of energy crops were investigated. Standard batch digestion trials (BMP-assays) were performed using the Hohenheim Biogas Test (HBT) on maize straw, maize corn, and rye silage with different inocula. These BMP-assays showed no significant effect of enzyme additives (including commercial cellulase, xylanase, pectinase, laccase) on the methane production rate. However, batch digestion trials performed on grass silage under suboptimal conditions with inoculum of weak bacterial activity revealed significant increases of methane production up to 40%. In another experiment semi continuous acidogenic fermentation was performed in laboratory digesters with maize silage and water added for dilution at OLR 4 kg VS/(m3 × d), HRT 5 days, with the medium kept in the pH range 5 5.5 through quicklime addition. Enzyme additives at a dosage of 10 g/kg substrate VS significantly increased VFA release (+10%) as well as gas production, including H2 production (+20%). The results show that the efficiency of enzyme additives in anaerobic digestion depends on substrate (fibre length and composition) and process parameters (retention time, loading rate, pH, efficiency of bacterial substrate degradation). In der Promotionsarbeit wurde die Wirkungsweise von Enzymzusätzen auf die anaerobe Vergärung von Energiepflanzen systematisch untersucht. Standard-Batchgärversuche mit Energiepflanzen mit dem Hohenheimer Biogasertragstest (HBT) unter Anwendung verschiedener Inokula zeigten keine signifikante Wirkung der Enzymzusätze (handelsübliche Zellulase, Xylanase, Pektinase und Laccase) auf die Methanbildung. Hingegen zeigten Batchgärversuche mit Grassilage, die unter suboptimalen Bedingungen mit einem mikrobiologisch wenig aktiven Inokulum durchgeführt wurden, signifikante Steigerungen der Methanbildung bis zu 40%. In einem weiteren Versuchsansatz wurde die acidogene Vergärung von Maissilage semi-kontinuierlich unter Zugabe von Wasser und Branntkalk bei einer Raumbelastung von 4 kg oTS/(m3 × d), einer hydraulischen Verweilzeit von 5 Tagen und einem pH-Wert von 5-5,5 durchgeführt. Dabei brachten Enzymzusätze mit einer Dosierung von 10 g/kg oTS eine signifikante Erhöhung der Fettsäureproduktion (+10%), sowie der Gas- und Wasserstoffproduktion (+20%). Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wirksamkeit von Enzymzusätzen in der anaeroben Vergärung von Substrateigenschaften (Faserlänge und chemische Zusammensetzung) und Verfahrensparametern (Verweilzeit, Raumbelastung, pH-Wert, Effizienz des bakteriellen Substratabbaus) abhängt.

Bei Biogasanlagen, die hohe Anteile an faserreichen Energiepfl anzen wie z. B. Grassilage einsetzen, werden faserspaltende Enzymzusätze häufig verwendet, um den Substratabbau und die daraus entstehende spezifische Methanausbeute zu steigern. Um die Wirkung einer Enzymzugabe auf den Vergärungsprozess zu testen, wurden Gärsubstrate aus dem Hauptfermenter und Nachgärer einer landwirtschaftlichen Biogasanlage gesammelt. Diese Gärsubstrate wurden in diskontinuierlichen Gärversuchen im Biogaslabor der Universität Hohenheim erneut vergoren. Im Rahmen der Untersuchungen konnte durch die Enzymzugabe selbst in hohen Dosierungen keine signifikante Steigerung des Methanertrages der Gärsubstrate erreicht werden., LANDTECHNIK, Bd. 66 Nr. 1 (2011)

In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden oft Enzymzusätze eingesetzt, um den Abbau der pfl anzlichen Fasern (z.B. Zellulose und Hemi-Zellulose) zu beschleunigen und dadurch den Biogasertrag zu erhöhen. Die Wirkung dieser Enzymzusätze wurde jedoch unter Laborbedingugen nur unausreichend getestet. Um die Faktoren, die die Enzymaktivität beeinfl ussen, systematisch zu untersuchen wurden an der Universität Hohenheim Versuche zur enzymatischen Hydrolyse von Maisstroh durchgeführt. Dadurch sollte die Wirkung kommerzieller Enzymzusätze unter kontrollierten Bedingungen außerhalb des Biogasverfahrens überprüft werden., LANDTECHNIK, Bd. 64 Nr. 1 (2009)

Enzymzusätze werden in der Praxis als Hilfsmittel eingesetzt, um den Methanertrag von faserreichen Energiepflanzen durch eine verbesserte Umsetzung schwer abbaubarer Fraktionen zu erhöhen. Zur Beurteilung des Einflusses von faserspaltenden Enzymen auf den anaeroben Abbau von Roggensilage wurden diskontinuierliche Gärtests im Biogaslabor der Universität Hohenheim durchgeführt. Im Rahmen der Versuche konnte durch die Zugabe von Enzymen in praxisnahen Konzentrationen keine wesentliche Steigerung der Methanerträge bei den Testsubstraten erzielt werden., LANDTECHNIK, Bd. 63 Nr. 3 (2008)

Enzymzusätze werden in der Praxis bei einigen landwirtschaftlichen Biogasanlagen eingesetzt, um den Methanertrag der eingesetzten Biomasse durch einen verbesserten Abbau des Faseranteils (Zellulose und Hemi-Zellulose) zu erhöhen. Zur Beurteilung des Enzymeinflusses auf den anaeroben Abbau der Biomasse wurden umfangreiche Gärtests mit dem Verfahren des Hohenheimer Biogasertragstest (HBT) durchgeführt. Durch die Enzymzugabe konnte in den bisher durchgeführten Batchversuchen kein deutlich positiverer Einfluss auf den Methanertrag der Testsubstrate nachgewiesen werden., LANDTECHNIK, Bd. 62 Nr. 6 (2007)

Die Kenntnisse über das Gärverhalten von Energiepflanzen als Gärsubstrat und die Bestimmung ihres Energieertragspotenzials sind Faktoren von höchster Bedeutung für den erfolgreichen Betrieb von Biogasanlagen. Mehrere Energiepflanzen und deren Mischungen untereinander wurden sowohl in Minibatch- (Hohenheimer Biogasertragstest) als auch in Standard-Laborfermentern untersucht, um das Gärverhalten, das optimale Mischungsverhältnis der Substrate und das Methanertragspotenzial zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen bei einigen Mischungen deutliche Synergieeffekte sowohl in der Prozesskinetik wie auch dem spezifischen Methanertrag., LANDTECHNIK, Bd. 61 Nr. 1 (2006)