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Biologische Sensor-Aktor-Systeme auf der Basis von funktionalisierten Mikroorganismen
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„BIOGAS“ Autarke multiparametrische Monitoring‐Systeme für die Biogasproduktion zur Optimierung ihrer Leistungsparameter

Ziel der geplanten Forschungsarbeit ist ein inline arbeitendes Mess- und Auswertesystem für die Zustandsbeschreibung von biotechnologischen Prozessen. Als Referenzanwendung ist das Monitoring von Prozessbedingungen der Biogasherstellung vorgesehen. Mit diesem System sollen wichtige biochemische Prozessindikatoren spezifisch erfasst werden, wobei vorrangig in der Prozessflüssigkeit gelöste Spurenelemente, sowie bei der Referenzanwendung Essigsäure als wesentlicher Bestandteil der Prozessflüssigkeit bei der Hydrolyse anaerob vergorener Substrate im Fokus stehen. Aus Essigsäure wird auf direktem Weg durch methanogene Mikroorganismen Biogas erzeugt, während die Spurenelemente die Umsetzungseffizienz dieser Mikroorganismen maßgeblich beeinflussen. Als hoch sensitive Schnittstelle des zu entwickelnden Messsystems zu den biotechnologischen Prozessen dienen immobilisierte Zellen, mit denen die Konzentrationen der gewünschten Komponenten erfasst und über neu entwickelte Transducer (Sensorwandler) an ein Plattform-spezifisches System zur Signalverarbeitung übergeben werden. Der Ansatz für die Referenzanwendung in Biogasanlagen sieht weiterhin die Kopplung von elektrochemischen sowie Gas- und Ganzzell-basierten Sensoren zu Multiparameter-Sensoren vor.