Untersuchungen zur technischen Umsetzung der photobiologischen Wasserstoffproduktion:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2000
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| Schriftenreihe: | Berichte aus der Verfahrenstechnik
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INHALTSVERZEICHNIS
1
EINLEITUNG
1
2
GRUNDLAGEN
DER
PHOTOBIOLOGISCHEN
WASSERSTOFFPRODUKTION
3
2.1
HISTORISCHE
ENTWICKLUNG
UND
RAHMENBEDINGUNGEN
3
2.2
GRUNDLAGEN
DES
STOFFWECHSELS
BEI
BAKTERIEN
6
2.2.1
EINTEILUNG
6
2.2.2
PHOTOSYNTHESE
7
2.2.3
GRUNDLAGEN
DER
PROZESSFLIHRUNG
BIOLOGISCHER
KULTUREN
9
2.2.3.1
BATCH-KULTUR
10
2.2.3.2
KONTINUIERLICHE
KULTUR
10
2.3
MECHANISMEN
DER
BIOLOGISCHEN
WASSERSTOFFPRODUKTION
14
2.3.1
BETEILIGTE
ENZYMSYSTEME
15
2.3.1.1
NITROGENASE
15
2.3.1.2
HYDROGENASE
17
2.3.2
STOFFWECHSELALTEMATIVEN
19
2.3.2.1
PHOTOPRODUKTION
VON
WASSERSTOFF
DURCH
ANOXYGENE
PHOTOSYNTHESE
19
2.3.2.2
GAERUNG
22
2.3.2.3
BIOPHOTOLYSE
23
3
BEWERTUNG
DER
STOFFWECHSELALTERNATIVEN
ZUR
BIOLOGISCHEN
WASSERSTOFFGEWINNUNG
25
3.1
PRODUKTIONSRATEN
25
3.2
WIRKUNGSGRAD
27
3.3
GASREINHEIT
34
3.4
WIRTSCHAFTLICHKEIT
34
3.5
POTENTIAL
36
3.6
KOKULTUREN
UND
VERFAHRENSKOMBINATIONEN
38
3.7
FAZIT
38
4
BEDINGUNGEN
FUR
DIE
PHOTOPRODUKTION
VON
WASSERSTOFF
DURCH
PURPURBAKTERIEN
43
4.1
VORGEHENSWEISE
43
4.2
UNTERSUCHUNGSMETHODEN
45
4.2.1
VERSUCHSAUFBAU
46
4.2.2
DURCHFUEHRUNG
47
4.2.2.1
BAKTERIENSTAMMKULTUR
47
II
INHALTSVERZEICHNIS
4.2.2.2
PRODUKTIONSUNTERSUCHUNGEN
49
4.2.2.3
ANALYSEN
50
4.2.2.4
STANDARDBEDINGUNGEN
51
4.2.3
FEHLERBETRACHTUNG
51
4.3
MEDIUM
52
4.3.1
SUBSTRAT
52
4.3.2
SUBSTRATKONZENTRATION
55
4.3.2.1
LACTAT
55
4.3.2.2
MOLKE
58
4.3.2.3
MODIFIZIERTE
SUBSTRATE
62
4.3.3
STICKSTOFF-/
KOHLENSTOFFVERHAELTNIS
64
4.3.4
PH-WERT
65
4.3.5
WASSERQUALITAET
69
4.3.6
PRODUKTGASZUSAMMENSETZUNG
71
4.4
UMGEBUNGSBEDINGUNGEN
72
4.4.1
LICHTEINSTRAHLUNG
72
4.4.2
MEDIENTEMPERATUR
79
4.4.3
MATERIAL
81
4.4.4
FREILANDUNTERSUCHUNGEN
82
4.5
PROZESSFIIHRUNG
86
4.5.1
IMMOBILISIERUNG
UND
ZELLRUECKHALTUNG
86
4.5.2
VERWEILZEIT
91
4.5.3
VERFAHRENSVARIANTEN
95
4.5.3.1
MEHRSTUFIGE
VERSCHALTUNG
95
4.5.3.2
ZELLRUECKFILHRUNG
99
4.5.4
EINFLUSS
DER
STROEMUNG
101
4.6
ZUSAMMENFASSUNG
102
5
TECHNISCHE
UMSETZUNG
DES
VERFAHRENS
105
5.1
PHOTOBIOREAKTOREN
105
5.1.1
PRINZIPIELLE
BAUFORMEN
106
5.1.2
KRITERIEN
FUER
DIE
REAKTORGESTALTUNG
108
5.1.2.1
LICHTVERSORGUNG
108
5.1.2.2
TEMPERATURREGELUNG
109
5.1.2.3
PH-WERT-EINSTELLUNG
109
5.1.2.4
DURCHMISCHUNG
110
5.1.2.5
DURCHSTROEMUNG
110
5.2
ENTWICKLUNG
DES
REAKTORKONZEPTES
111
5.2.1
SCHLAUFENREAKTOR
111
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.2.2
PLEXIGLAS-STEGKONZEPT
114
5.2.2.1
OPTIMIERUNG
DER
REAKTORTEMPERATUR
116
5.2.2.2
OPTIMIERUNG
DER
LICHTVERSORGUNG
119
5.2.3
FOLIEN-REAKTORKONZEPT
126
5.2.3.1
HYDRODYNAMIK
126
5.2.3.2
MATERIALAUSWAHL
131
5.2.3.3
REAKTORGESTALTUNG
134
5.3
GESAMTKONZEPT
137
5.3.1
ANLAGENVERSCHALTUNG
137
5.3.2
ABWASSERBEHANDLUNG
139
5.3.3
ANLAGENAUSLEGUNG
141
5.3.3.1
BERECHNUNG
DER
ZU
ERWARTENDEN
EINSTRAHLUNG
141
5.3.3.2
ENERGETISCHE
UND
WIRTSCHAFTLICHE
BETRACHTUNG
145
6
BEWERTUNG
UND
AUSBLICK
147
6.1
GRUNDLAGEN
DER
ANAEROBEN
VERGAERUNG
147
6.1.1
PROZESSBEDINGUNGEN
149
6.1.2
TECHNISCHE
UMSETZUNG
150
6.1.3
LEISTUNGSDATEN
150
6.2
VERGLEICH
DER
VERFAHREN
ZUR
BRENNGASGEWINNUNG
AUF
BIOLOGISCHER
BASIS
151
6.2.1
KOSTEN
151
6.2.2
PROZESSSTABILITAET
154
6.2.3
SONSTIGE
ASPEKTE
156
6.3
AUSBLICK
156
7
ZUSAMMENFASSUNG
159
8
FORMELZEICHEN
163
9
LITERATUR
165 |
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