Optimierung des anaeroben Abbaus stickstoffhaltiger Verbindungen durch den Einsatz von Proteasen:
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Rostock
Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur Abfall- und Stoffstromwirtschaft
[2018]
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| adam_text | Schriftenreihe Umweitingenieurwesen
Band 80
Dissertation
Liane Müller
Optimierung des anaeroben Abbaus
Stickstoffhaltiger verbindungen durch den
Einsatz von Proteasen
Professur
Abfall-
und Stoffstromwirtschaft
Agrar- ;und Umweltwissenschaftliche Fakultät
Universität
Rostock
Traditio et Innovatio
ULB Darmstadt
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 11
2 Zielstellung und Thesen 13
3 Theoretische Grundlagen 15
3 1 Enzyme 15
311 Definition und Bedeutung von Enzymen 15
312 Einteilung und Klassifizierung von Proteasen 20
313 Industrielle Anwendung von Proteasen 22
314 Form der Enzympräparate 23
3 2 Biogasprozess 24
321 Grundlagen des anaeroben Abbaus 25
322 Anaerober Proteinabbau 27
323 Desintegration 29
324 Einsatz von Enzymprodukten und Zuschlagstoffen im Biogasprozess 30
4 Material und Methoden 33
4 1 Versuchsplanung 33
4 2 Substrate und Enzyme 34
421 Trockenschlempe DDGS 34
422 Maissilage und Ganzpflanzensilage 35
423 Rindergülle 36
424 Hühnertrockenkot 37
425 Weitere Einsatzstoffe in Batch-Tests 38
426 Eingesetzte Enzyme 39
4 3 Nachweis der Enzymaktivität 40
431 Untersuchungen zur Proteinffeisetzung durch Proteasen am Substrat 40
432 Bestimmung der Proteaseaktivität im Gärrest 41
4 4 Batch-Tests , 41
441 Versuchsdurchführung 41
442 Ermittlung der Reaktionsgeschwindigkeitskonstanten aus den Batch-
Tests 42
4 5 Quasikontinuierliche Gärversuche 43
5
Inhaltsverzeichnis
451 Untersuchungen mit DDGS (VR 1 + 2) 44
452 Untersuchungen mit Hühnertrockenkot, Rindergülle und Maissilage
(VR 3-5) 45
453 Untersuchungen mit Ganzpflanzensilage (VR 6) 47
454 Untersuchungen mit Maissilage (VR 7) 47
4 6 Grundlagen der experimentellen Auswertung 47
4 7 Analysen 48
471 Bestimmung der Substratinhaltsstoffe (Futtermittelanalytik) 48
472 pH-Wert 49
473 Flüchtige organische Säuren und Pufferkapazität 49
474 Einzelsäurespektrum 49
475 Ammoniumstickstoff - 51
476 Trockensubstanz und organische Trockensubstanz 51
4 8 Statistische Auswertung 52
5 Ergebnisse und Diskussion der praktischen Versuche 53
5 1 Nachweis der Enzymaktivität 53
511 Untersuchungen zur Proteinffeisetzung durch Proteasen am S ubstrat 53
512 Bestimmung der Proteaseaktivität im Gärrest 57
5 2 Effekte der Proteasezugabe im Batch-Test 61
521 Einfluss der Enzymbehandlung bei unterschiedlichen Applikations-
bedingungen 62
522 Einfluss der Enzymdosierung 64
523 Effekte der kombinierten Enzymapplikation 70
5 3 Einfluss der Proteasezugabe im quasikontinuierlichen Gärversuch 72
531 Quasikontinuierliche Vergärung von DDGS 72
532 Quasikontinuierliche Vergärung von Maissilage, Rindergülle und
Hühnertrockenkot 82
533 Quasikontinuierliche Vergärung von Ganzpflanzensilage 95
534 Quasikontinuierliche Vergärung von Maissilage 99
535 Bewertung der Untersuchungen zum Einfluss der Proteasezugabe zum
Biogasprozess 106
6
Inhaltsverzeichnis
6 Ergebnisse und Diskussion des Nachweises der Effekte einer Proteasezugabe auf
den Biogasertrag 109
6 1 Theoretische Darstellung eines Effektes der Proteasezugabe auf den
Biogasertrag mittels Massenbilanzierung 110
6 2 Massenbilanz einer praktisch durchgefuhrten Versuchsreihe 120
7 Diskussion zum Nachweis von Effekten einer Enzymzugabe zum Biogasprozess 124
7 1 Prozessbedingungen 124
7 2 Nachweisverfahren 125
7 3 Wirtschaftlichkeit 126
8 Zusammenfassung 127
Danksagung 131
Literaturverzeichnis 132
Anhang 143
Abbildungsverzeichnis 165
Tabellenverzeichnis 171
Lebenslauf 175
Eigene und beteiligte wissenschaftliche Publikationen 177
Eidesstattliche Erklärung
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