The effect of enzyme additives on the anaerobic digestion of energy crops

Brulé, Mathieu

The effect of enzyme additives on the anaerobic digestion of energy crops

dc.contributor.advisor	Jungbluth, Thomas	de
dc.contributor.author	Brulé, Mathieu	de
dc.date.accepted	2014-08-20
dc.date.accessioned	2024-04-08T08:50:31Z
dc.date.available	2024-04-08T08:50:31Z
dc.date.created	2014-12-15
dc.date.issued	2014
dc.description.abstract	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).	en
dc.description.abstract	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.	de
dc.identifier.swb	423467492
dc.identifier.uri	https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5860
dc.identifier.urn	urn:nbn:de:bsz:100-opus-10300
dc.language.iso	eng
dc.rights.license	publ-mit-pod	en
dc.rights.license	publ-mit-pod	de
dc.rights.uri	http://opus.uni-hohenheim.de/doku/lic_mit_pod.php
dc.subject	Energy crop	en
dc.subject	Biomass	en
dc.subject	Digestion	en
dc.subject.ddc	630
dc.subject.gnd	Biogas	de
dc.subject.gnd	Energiepflanzen	de
dc.subject.gnd	Enzym	de
dc.subject.gnd	Biomasse	de
dc.subject.gnd	Vergärung	de
dc.title	The effect of enzyme additives on the anaerobic digestion of energy crops	de
dc.title.dissertation	Der Effekt von Enzymzusätzen auf die anaerobe Vergärung von Energiepflanzen	de
dc.type.dcmi	Text	de
dc.type.dini	DoctoralThesis	de
local.access	uneingeschränkter Zugriff	en
local.access	uneingeschränkter Zugriff	de
local.bibliographicCitation.publisherPlace	Universität Hohenheim	de
local.export.bibtex	@phdthesis{Brulé2014, url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5860}, author = {Brulé, Mathieu}, title = {The effect of enzyme additives on the anaerobic digestion of energy crops}, year = {2014}, school = {Universität Hohenheim}, }
local.export.bibtexAuthor	Brulé, Mathieu
local.export.bibtexKey	Brulé2014
local.export.bibtexType	@phdthesis
local.faculty.number	2	de
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local.opus.number	1030
local.university	Universität Hohenheim	de
local.university.faculty	Faculty of Agricultural Sciences	en
local.university.faculty	Fakultät Agrarwissenschaften	de
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local.university.faculty	Landesanstalten	de
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local.university.institute	State Institute of Farm Machinery and Farm Structures	en
local.university.institute	Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie	de
thesis.degree.level	thesis.doctoral

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