Fraunhofer IGB Jahresbericht 2012|13

117 Dipl.-Ing. Ronja Münkel Telefon +49 711 970-4069 ronja.muenkel@igb.fraunhofer.de Dr. Ulrike Schmid-Staiger Telefon +49 711 970-4111 ulrike.schmid-staiger@ igb.fraunhofer.de Kontakt Förderung Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »EtaMax – Mehr Biogas aus lignocellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio-/Hydrothermalvergasung«, Förderkennzeichen 03SF0350A. Projektpartner Daimler AG | EnBW Baden-Württemberg AG | FairEnergie GmbH | Fraunhofer IVV | Karlsruher Institut für Technologie (KIT) | Netzsch Mohnopumpen GmbH | Paul Scherrer Institut PSI | Stadt Stuttgart | Stulz Wasser- und Prozesstechnik GmbH Speicherprogrammierbare Steuerung Das Automatisierungskonzept wurde entsprechend dem gän- gigen Industriestandard mithilfe einer speicherprogrammier- baren Steuerung (SIMATIC S7-1200, Siemens) realisiert und im Freiland auf einem Versuchsstand mit 30-L-Flachplatten- Airlift-Reaktoren etabliert (Abb. 2 und 3). Beim Aufbau der Steuerungssoftware wurde auf ein hohes Maß an Anwen- der- und Bedienerfreundlichkeit geachtet. Der Gesamtprozess wurde auf einem Anzeigedisplay visualisiert (Abb. 4) und alle Online-Daten kontinuierlich erfasst. Die Steuerungssoftware ist modularisiert aufgebaut und somit einfach auf neue Pro- duktionsanlagen zu übertragen. Einzelne Programmbausteine lassen sich neu kombinieren und können dazu beitragen, auch andere Produktionsprozesse in der Algenbiotechnologie zu steuern. Erfolgreicher Biomasseproduktionsprozess Mithilfe der Automatisierung konnten wir einen stabilen Wachstumsprozess im Freiland etablieren. Über einen Zeit- raum von 113 Tagen wurde mit einer mittleren Produktivi- tät von 0,50 g/(L*d) Biomasse produziert (Abb. 5), wobei die durchschnittliche Biomassekonzentration zum Erntezeitpunkt bei 8,5 g/L lag. Die Prozesskontrolle und -steuerung erfolgten ausschließlich anhand von Reaktortemperatur und pH-Wert. Der etablierte Prozess ist unabhängig von einer konstanten Produktivität und eignet sich somit für eine Freilandprodukti- on mit wechselnden Licht- und Temperaturbedingungen. Auf- bauend auf diesen Versuchen gilt es, den Produktionsprozess in den industriellen Maßstab zu übertragen und die Produkti- onskosten weiter zu senken. 1 Mikroskopische Aufnahme der Mikroalge Chlorella vulgaris SAG 211-12. 2 Fließschema eines 30-L-FPA-Reaktors der Freilandanlage. 3 Freilandanlage zur Mikroalgenproduktion mit 30-L-FPA-Reaktoren. 4 Prozessvisualisierung auf dem Anzeigedisplay der Steuerung SIMATIC S7-1200. 5 Verlauf der Biomassekonzentration der Freilandkultur Chlorella vulgaris während der Versuchsdauer von 113 Tagen. Biomassekonzentration[g/L] Kultivierungszeit [d] 4 2 0 20 40 60 80 100 1200 10 8 6 12 Start einer neuen Produktionsphase 4 5

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