Bioenergie aus organischen Reststoffen

Das CREM arbeitet eng mit Partnern aus Wirtschaft, Industrie und nicht-akademischen Forschungseinrichtungen zusammen. Das CREM verfügt über eine hervorragend ausgestattete Pilotanlage mit verschiedenen Testsystemen zur Durchführung von Studien zum biochemischen Abbau unter anaeroben und aeroben Umweltbedingungen. Darüber hinaus verfügt das Institut über ein sehr gut ausgestattetes Gas-, Wasser- und Feststofflabor zur Durchführung umfangreicher Analysen zur Bewertung biochemischer Abbauprozesse.


Die derzeitigen Forschungsaktivitäten umfassen die In-situ-Biomethanisierung und die Bewertung ihres Potenzials zur Gewinnung von hochwertigem Methan für die Erdgasinfrastruktur, die Ermittlung der Betriebsbeschränkungen und die Entwicklung optimaler Betriebsparameter für eine geeignete Strategie für eine flexible und effiziente H2-Biomethanisierung. Dies beinhaltet auch die Implementierung von künstlicher Intelligenz  bei der Optimierung des In-situ-Biomethanisierungsprozesses. Dadurch kann konsequent und optimal Biogas mit hoher Methanausbeute produziert werden, ohne die Stabilisierung des Fermenters zu gefährden.

Außerdem arbeitet das CREM an der Integration von prädiktiven Operationen in Biogasanlagen durch eine mögliche Brücke zwischen der klassischen Lean Six Sigma Methodik basierend auf dem Define-Measure-Analysis-Improve-Control (DMAIC) Zyklus und den modernen Machine Learning Algorithmen. Zu diesem Zweck wurden Daten aus Laborexperimenten und Experimenten im industriellen Maßstab herangezogen, um eine Blaupause für einen allgemeinen Ansatz zu erstellen. Anschließend wird eine Fallstudie mit einer weiteren Biogasanlage im industriellen Maßstab durchgeführt, um die entwickelte Methodik für die Integration von Vorhersagemodellen in Biogastechnologien zu validieren.

 

Forschungsaktivitäten

  • Entwicklung und Betrieb von Testsystemen unter anaeroben- und aeroben Milieubedingungen
  • Bilanzierende Untersuchungen von Schad- und Reststoffen in Biokonversionsprozessen und Überprüfung der biologischen Abbaubarkeit von Produkten
  • Untersuchung und Optimierung des In-Situ Biomethanisierungspotenzials im Rahmen des PtG-Konzepts
  • Synergetische Zusammenhänge von PtG und Bioabfallbehandlung
  • Umwandlung und Speicherung von grünem Wasserstoff
  • Wiederverwendung von sequestriertem Kohlenstoffdioxid aus Biogasanlagen
  • Digitalisierung der Prozessoptimierung mit Machine Learning (ML)
  • Prozessoptimierung in Biogasanlagen mit prädiktiver Analytik durch Lean Six Sigma (LSS) und Machine Learning (ML)

Testsysteme und Laborausstattung

  • Anaerobe Testsysteme in batch (z.B. AMPTS, Eudiometer)
  • Aerobe Testsysteme in batch (z.B. Sapromat)
  • Kontinuierliche betriebene Bioreaktortestsysteme mit automatisierter Prozesskontrolle (0,5 L/1 L/6 L/30 L/100 L)
  • Spezifische Aggregate zur Aufbereitung von Probenmaterialien unterschiedlicher Art wie z.B. Zerkleinerungsaggregate (Schneid-, Zentrifugalmühlen) und Siebmaschinen
  • Standard- und Spezialanalytik zur Charakterisierung von Substraten, Input und Downstream Produkten (Flüssigkeiten, Feststoff, Gas) im Labor mittels GCs, NIR, HPLC, AAS, FOS/TAC und weitere.

Kontakt

Dr.-Ing. Iryna Atamaniuk
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21079 Hamburg
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Arina Kosheleva
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She Ming Ng
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