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In the described case, the dust and ash particles are removed in a product gas filter. A scrubber with packed bed was used to clean the product gas from the tar components. The solvent of the scrubber was RME (rapeseed methyl ester), a biodiesel. RME is used because of its good tar separating characteristics. To investigate these tar separation characteristics of RME and the separation efficiency of the scrubber, four enrichment experiments were carried out during this work. These experiments took place at the 'Technikum' nearby the biomass steam gasification plant G��ssing. There, a pilot-scale scrubber and product gas from the gasification plant were used to perform the enrichment experiments. The four experiments are long term experiments with duration of approximately 120 hours each to obtain comparable results, it is necessary to make sure most of parameters are constant during the experiments. Only the RME temperature was changed from 0��C in the first experiment to 40��C in the last experiment. The task of this master thesis was to investigate the removal efficiency of the scrubber for the tar components benzene, toluene and xylene from the gas. During the enrichment experiments, a continuing data recording was fulfilled and in addition discontinuous tar sampling was accomplished. The discontinuous tar samples were taken 0:15h, 1h, 5h, 25h, 120h after the start of the experiments. The tar samples were analyzed in a laboratory and the results give the opportunity to evaluate the efficiency of the scrubber to eliminate benzene, toluene and xylene from the product gas. Using an exponential model, the results were fitted as scrubber efficiency as function of dry product gas volume at standard pressure and temperature. The results give good information about the behavior of toluene and xylene, because they show a good correlation between the temperature of RME and the separation efficiency. The results of benzene do not show this clear correlation. The results show, that, if fresh RME is used, a very good, nearly 100% tar separation is possible. Comparing the results to the CHP's scrubber, it can be concluded, that only a very little fraction of the tar components, which were investigated in this work, are actually removed there. Es wurde im Technikumsma��stab ein Versuchsw��scher mit Produktgas aus dem Biomasseheizkraftwerk G��ssing betrieben. Es wurden vier 120h Anreicherungsversuche bei Temperaturen von 0��C bis 40��C durchgef��hrt, um das Abscheideverhalten zu untersuchen. Die bei den Versuchen betrachteten Teerkomponenten waren Benzol, Toluol und Xylol. Sie wurden ausgew��hlt, da sie die am schwersten abzutrennende Teerfraktion sind. W��hrend der Anreicherungsversuche wurden s��mtliche Parameter m��glichst konstant gehalten, einzig die Temperatur des W��schermediums wurde variiert. Neben einer kontinuierlichen Datenaufzeichnung wurden 0:15h, 1h, 5h, 25h und 120h nach Versuchsstart Teerproben vor und nach dem Versuchsw��scher genommen. Diese Probenahme liefert Messpunkte, um die Effizient des Versuchsw��schers zu beurteilen. Durch ein exponentielles Modell wurden die ermittelten Daten in eine kontinuierliche Funktion des Abscheidegrades umgerechnet. Um die Vergleichbarkeit mit ��hnlichen, mit dem gleichen L��sungsmittel betriebenen W��scher zu gew��hrleisten, wurde das durch den W��scher gereinigte Produktgasnormvolumen in eine Beladung des L��sungsmittels umgerechnet. Somit erh��lt man einen Zusammenhang zwischen dem Abscheidegrad und der Beladung des L��sungsmittels. Die Ergebnisse liefern f��r die Teerkomponenten Toluol und Xylol einen eindeutig erkennbaren Zusammenhang zwischen L��sungsmitteltemperatur und Abscheidegrad. Benzol zeigt diesen Zusammenhang ohne ausf��hrliche Fehlerbetrachtung nicht. Bei geringer Beladung des L��sungsmittels kann ein Abscheidegrad von 100% f��r alle betrachteten Komponenten erreicht werden, mit steigender Beladung nimmt der Abscheidegrad f��r alle Komponenten jedoch stark ab. Die Ergebnisse zeigen des Weiteren, dass sich mit steigender L��sungsmitteltemperatur der Abscheidegrad bei gleicher betrachteter Teerkomponente verschlechtert. Diese Gegebenheiten deuten darauf hin, dass Absorptionsprozesse f��r die Teerabscheidung in einem Biodieselw��scher verantwortlich sind und Kondensation eine untergeordnete Rolle spielt. Ein Vergleich mit dem Kraftwerksw��scher zeigt, dass dieser die beobachteten Teerkomponenten nur zu einem geringen Teil abscheidet.

Biomasse stellt in ��sterreich einen erheblichen Anteil an der Energieproduktion dar. Grund daf��r ist vor allem die Einf��hrung des ��kostromgesetzes im Jahr 2003 mit relativ hohen Einspeisetarifen, dessen Vertragsl��nge 15 Jahre betragen hat. Nun laufen diese Vertr��ge f��r viele Biomassebetriebe aus. Sie k��nnen somit nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden und stehen vor der Schlie��ung. Im J��nner 2019 hat die Bundesregierung die Nachfolgevertr��ge f��r die Biomasseanlagen, mit einer F��rderungsmenge, die einen weiteren Betrieb dieser sicherstellen soll, verk��ndet. Nichtsdestotrotz stellt die Unwirtschaftlichkeit ohne Subventionen einen erheblichen Risikofaktor im Betrieb dieser Anlagen dar. Diese Diplomarbeit besch��ftigt sich daher mit M��glichkeiten der Flexibilisierung der Biomasse-KWK-Anlagen, um diese weiterhin kosteneffizient betreiben zu k��nnen. Hierbei liegt der Fokus auf der Dampfspeicherung mit dessen Hilfe Spitzenlasten ausgeglichen werden k��nnen. Es wird zwischen der Dampfspeicherung im Dampfkessel bei einer Zweikesselanlage und der Installation eines eigenen Ruths-Speichers unterschieden. Weiters wird die kombinierte Fahrweise dieser zwei Varianten simuliert. Es wird die Wirtschaftlichkeit aller genannten Ma��nahmen analysiert, deren Einsetzbarkeit f��r die verschiedenen Strommarktmodelle diskutiert und deren technische M��glichkeiten und Anforderungen betrachtet. Biomass constitutes a huge part of the energy production in Austria. The reason for this is the introduction of an updated law for renewable energy in 2003 with quite high feed-in tariffs for biomass and a running time of 15 years. Now, these contracts are expiring or have already expired, and the biomass power plants cannot be operated anymore in a cost-efficient way and are about to be closed. In January 2019 the Austrian national government has proclaimed subsequent contracts, with an output that should assure their continuous operation. Nevertheless, is the inability of an economic running of the power plants without subvention a vast risk factor. This master thesis is, therefore, covering various methods to increase the flexibility of such biomass CHP-plants to continue operating them economically. In this connection, the focus lies on the possibility of storing steam and with this compensate moments of very high or low demand from the side of customers. It is differentiated between steam storage in a second steam boiler in a two-boiler construction and the installation of an additional Ruths storage. Furthermore, the combination of both is analyzed and simulated. The profitability of all measures is analyzed and their possibility to apply them to the various energy markets. Additionally, technical limitations and requirements are discussed.

Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprueft - gesperrte Arbeit (bis 2024-09-13+02:00) Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers

Landwirt*innen sind Akteur*innen der Kulturlandschaft mit großer Flächenverantwortung. Knapp die Hälfte der landwirtschaftlich genutzten Flächen Österreichs (exklusive Forst) ist Ackerland. Landwirt*innen gestalten über ihre Entscheidungen zur Landnutzung Agrarökosysteme und damit verbundene Ökosystemleistungen mit. Die vorliegende Masterarbeit erforscht das Entscheidungsverhalten von Landwirt*innen im Produktionsschwerpunkt Ackerbau hinsichtlich der maßgeblichen sozio-ökonomischen und ökologischen Faktoren und deren Relevanz bei der Umsetzung von Klima- und Umweltschutzmaßnahmen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden elf Leitfadeninterviews mit Betriebsleiter*innen in den politischen Bezirken Wiener Neustadt Land und Oberpullendorf geführt und mittels qualitativer Inhaltsanalyse ausgewertet. Auf Landwirt*innen wirken externe und interne Faktoren in der Entscheidungsfindung ein. Externe Faktoren stellen Rahmenbedingungen dar wie z.B.: gesellschaftspolitische Ansprüche an Landwirtschaft, Markt- und Fördersituation als auch klimatische Bedingungen. Rahmenbedingungen unterliegen stetigen Veränderungen, welche von Landwirt*innen in deren Bewirtschaftung bedacht werden (müssen). Entscheidungen fallen hierbei in einem individuellen Kontext (interne Faktoren), welcher unterschiedliche Motivationen und Ressourcen umfasst und charakteristisch ist für die Diversität der Landwirt*innen und deren Bewirtschaftungsstilen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich externe und interne Faktoren in der Entscheidungsfindung wechselseitig beeinflussen und in einem dynamischen Verhältnis zueinander stehen. Die Einflussfaktoren zeigen sich hierbei annähernd gleichbedeutend (externe Faktoren: 50,4 %; interne Faktoren: 49,6 %). Nach Häufigkeit der Nennungen ergibt sich folgende Reihung: 26 % landwirtschaftliche Philosophie (intern), 24 % individuelle Ressourcen (intern), 23 % Umwelt- und Standortbedingungen (extern), 20 % wirtschaftliche Rahmenbedingungen (extern), 5 % gesellschaftliche- (extern) und 2 % politische Rahmenbedingungen ...

Aufforstungen mit Pioniergehölzen stellen eine wichtige Ergänzung zu technischen Stabilisierungs- und Entwässerungsmaßnahmen in Rutschflächen dar. Anhand einer Erlenaufforstung aus den 80-iger Jahren wurde versucht, die ingenieurbiologische Leistung der Erlen zu quantifizieren. Die Interaktionen zwischen Bodenstatus, Bestandes- und Biomassestrukturen sowie der Wasserhaushalt an Problemstandorten werden aufgezeigt. Neben der Analyse von bodenphysikalischen und mineralogischen Parameter sowie einer Bestandesanalyse auf Basis des festen Probekreisverfahrens wurden Stammzahlreduktionen zur Untersuchung der Stockausschlagfähigkeit durchgeführt. Bodenwassergehalt und Interzeption wurden von 2001 bis 2002 gemessen. Mit Hilfe der Wasserbilanz wurden Evapotranspirationsraten für ausgewählte Perioden generiert. Zur bodenspezifischen Feldkalibrierung der Bodenfeuchtesensoren (CS 615 WCR) wurden lineare und multiple Regressionsmodelle entwickelt. Eine Reihe von biometrischen Kennwerten sowie der Blattflächenindex (LAI) wurden erhoben. Über die regressionsanalytische Methode wurden allometrische Beziehungen zwischen ln-transformierten Baumparametern und Biomassefraktionen entwickelt. Bei der Bodentextur Ton werden die mineralogischen Komponenten weitgehend von quellbaren Tonmineralen dominiert, die außergewöhnlich nasse Bodenkonditionenn (Wasseranteil bis 0,79 m3 m-3) bedingen. Bei 7.023 Stämmen pro Hektar bildeten sich 18 t/ha oberirdische Biomasse bei einem LAI von 1,5. Großflächige Stangenholzentnahme erwies sich für die Regeneration durch Stockausschlag als vorteilhafter. Mit Interzeptionsraten bis 258,3 mm und Evapotranspirationsraten bis 731,8 mm leistet der Erlenbestand einen wesentlichen Beitrag zur Beeinflussung des Wasserhaushaltes in der ehemaligen Rutschung. ; Afforestation of slopes damaged by mass movements is an essential part of technical stabilisation and drainage measures. The thesis was carried out to quantify the soil bioengineering performance of a 20 years old alder stand, which was established after a large-scale slide in 1982. To demonstrate the interactions between soil status, stand and biomass structures and the hydrological functions on difficult sites, soil physical and mineralogical analyses and stand analyses based on sample plot surveys were carried out. Stem reduction served to validate the regeneration capacity after coppicing. During 2001 and 2002 soil water content and interception were measured continuously. Soil specific linear and multiple regression models were developed to calibrate the soil moisture sensors (CS 615 WCR) using field data. Using the water balance equation, evapotranspiration rates of selected periods were generated. A series of biometric parameters including the leaf area index (LAI), were evaluated. Allometric functions between ln-transformed tree parameters and biomass fractions were computed using the regression analytical method. The soil texture of the former landslide is clay, its mineralogical components are dominated by swelling clay minerals leading saturated conditions throughout the year (water content up to 0.79 m3 m-3). At 7,023 stems per hectare, the total stand biomass equated to 18 t/ha having an LAI of 1.5. Full pole wood removal proved to be more advantageous for coppice sprouting. Despite unfavourable site conditions the alder stand produced considerable above ground biomass. Interception up to 258.3 mm and evapotranspiration up to 731.8 mm show that the water regime of former land slides can be efficiently influenced by artificial establishment of alder forests. ; eingereicht von Rosemarie Stangl ; Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers ; Zsfassung in engl. Sprache ; Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2008 ; OeBB ; (VLID)1930734

Regenerative Energien haben in den letzten Jahren erheblich an Bedeutung gewonnen. Ungeachtet der Vorteile, welche die Nutzung erneuerbarer Energien mit sich bringt, hat jede Art der Energieerzeugung jedoch auch immer etwas mit Standorten und somit mit einer Boden- bzw. Raumbeanspruchung zu tun. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich daher mit den konkreten Folgen des Anbaus von Energiepflanzen für das Landschaftsbild. Es erfolgt eine detaillierte Darstellung landwirtschaftlicher Strukturen in der Europäischen Union, wobei der Fokus auf Österreich und Deutschland liegt. Des Weiteren werden die für den Energiepflanzenanbau aktuell genutzten und potenziell verfügbaren Anbauflächen dargestellt sowie Anbauverfahren und Kulturen ausführlich beschrieben. Im Hinblick auf den mit dem Energiepflanzenanbau möglichen Wandel von Kulturlandschaften werden grundlegende Betrachtungen zu Natur und Landschaft angestellt. Es wird dabei speziell auf die Wahrnehmung, Ästhetik und emotionale Besetzung des Landschaftsbegriffes eingegangen, wobei unter anderem soziokulturell begründete Unterschiede im Landschaftsverständnis aufgearbeitet werden. Um letztlich eine Einschätzung darüber geben zu können, welche Art und Weise des Energiepflanzenanbaus sich negativ auf die Ästhetik und Erholungseignung von Landschaften auswirkt, werden verschiedene Zugangsweisen zu dieser Thematik sowie entsprechende Konzepte zur Bewertung von Landschaftsveränderungen vorgestellt. ; During the last few years renewable energies have particularly become more and more important. Despite all the advantages of renewable energies, power generation is nevertheless a space-consuming process, it has to do with locations and therefore it may have impacts on environment and landscape. The current master thesis analyses the implications of the energy plant cultivation for the landscape scenery. A detailed description of agricultural structures is carried out for the European Union, with the focus on Austria and Germany. Furthermore, acreages which are currently used and prospectively available for energy plant cultivation are represented as well as cultivation methods and cultures themselves. In regard to the possible change of the landscape and its appearance, essential considerations on nature and landscape are made. At the same time, different aspects of awareness, esthetics and emotionality of landscape understanding are described, whereas socio-cultural differences are taken into account as well. In order to hand in an estimation which way of energy crop production has negative effects on esthetics and recreational value of landscapes, different evaluation methods for the assessment of landscape changes are presented. ; vorgelegt von Kathrin Innerberger ; Zsfassung in engl. Sprache ; Wien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2013 ; (VLID)1031574

Betrachtet man die letzten Jahre mit dem Fokus auf die Nutzung von Biomasse im Energiesektor zur Bereitstellung von W��arme und der Gewinnung von Folgeprodukten aus der Umwandlung durch biologische, chemische und thermische Prozesse, so muss man feststellen, dass der Bedarf an Biomasse stetig im Wachsen ist. Mit der Zweibett-Wirbelschicht-Dampfvergaser-Technologie ist es nun m��glich ein sticksto-freies und heizwertreiches Produktgas aus fester Biomasse zu erzeugen, welches im Anschluss f��r weitere Treibstoffsynthesen genutzt werden kann. Aschebedingte Probleme, wie der Interaktion zwischen Bettmate-rial und Asche mit folgender Agglomeration und Schlackenbildung bedingt durch niedrige Ascheschmelztemperaturen erfordern hier noch weiteren Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Kern der vorliegenden Arbeit war das Untersuchen des Ascheschmelzverhaltens von unterschiedlichen Biobrennstoffen mittels eines Erhitzungsmikroskops, sowie die Beeinflussung dessen durch Additive. Zu Beginn wurde der Stand des Wissens ��ber die Biomasse allgemein, der Vergasungstechnik, dem Aschebildungsprozess und den aschebedingen Problefeldern, sowie die Bestimmung des Ascheschmelzverhaltens dargelegt. Im Versuchsteil wurden die Aschen der Proben aus Holz und g��nstigeren agrarischen Reststoffen Maisstroh, Maiskolben, Olivenbagasse und Zuckerrohrbagasse nach genormten, sowie eigen gew��hlten Zeit-Temperaturprofilen erzeugt und deren Ascheschmelzverhalten ermittelt. Weiteres waren f��r den Vergleich der einzelnen Proben Elementaranalysen der Brennstoffe, die Bestimmung des Asche- und Wassergehaltes, sowie R��ntgen Fluoreszenz Analysen der Aschen Bestandteile der Arbeit. Dabei zeigten sich die bekannten Unterschiede im Ascheschmelzverhalten zwischen den holzartigen und alternativen Biobrennstofffen. Erstere wiesen eine relativ h��here Erweichungstemperaturen auf. Der Vergleich innerhalb der Reststoffe offenbarte jedoch auch wesentliche Abweichungen in ihren Eigenschaften untereinander, welche auf die verschiedenen Elementarzusammensetzungen der Aschen zur��ckzuf��hren waren. Um nun den Ascheschmelzvorgang zu h��heren Temperaturen zu verschieben wurden Calciumcarbonat, sowie Kaolin als Additive den Brennstoffen Maisstroh, Maiskolben, Olivenbagasse und Zuckerrohrbagasse beigemengt. Calciumcarbonat f��hrte lediglich bei Maiskolben zu einer signifikanten Steigerung der Erweichungstemperatur. Kaolin konnte bei allen der untersuchten Brennstoffe au��er bei Zuckerrohrbagasse den gleichen positiven Effekt hervorrufen. Daraus war zu schlie��en, dass die Anwendung von Additiven bei den untersuchten Biomassen ein gro��es Potential f��r den Einsatz in Wirbelschichtanlagen besitzt.

Die Forcierung der Bioenergieproduktion ist in den letzten Jahren in den Mittelpunkt politischer Zielsetzungen gerückt. Aufgrund der vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Biomasse ist davon auszugehen, dass die Bedeutung der Bioenergieproduktion zunehmen wird, um die energiepolitischen Ziele im Jahr 2020 zu erreichen. Das ökonomische Produktionspotential von Biomasse und Bioenergie hängt vor allem von den verfügbaren Flächen, den erzielbaren Pflanzenerträgen, den verfügbaren Produktions- und Prozesstechniken, den Produktions- und Prozesskosten entlang der Wertschöpfungskette sowie den Opportunitätskosten ab. Die Produktion von Biomasse zur energetischen Nutzung auf landwirtschaftlichen Flächen steht vor allem in Konkurrenz zur Produktion von Nahrungs- bzw. Futtermitteln. Diese kumulierte Dissertation beschäftigt sich mit der Wirtschaftlichkeit der Biomasseproduktion, der Optimierung der Produktionskosten von Bioenergie am Beispiel Biogas und den Effekten des Energiepflanzenanbaus auf den Ackerflächen in Österreich. In Abhängigkeit des Energiegehaltes sowie der Produktions- und Prozesskosten ergibt sich für Biomasse ein Preisband, welches überwiegend von den fossilen Energiepreisen bestimmt wird. In den vorgestellten Publikationen werden vor allem die Produktions-, Prozess- und Opportunitätskosten der landwirtschaftlichen Biomasse und Bioenergieproduktion in Österreich analysiert. Mit Hilfe eines integrierten Modellverbundes, bestehend aus dem Fruchtfolgeoptimierungsmodell CropRota, dem bio-physikalischen Prozessmodell EPIC und dem räumlich expliziten, ökonomischen Biomasseoptimierungsmodell BiomAT, können die ökonomischen Biomasseproduktionspotentiale in Österreich bestimmt und verortet werden. In den Artikeln werden auch direkte und indirekte Effekte der Biomasseproduktion in Österreich, wie z.B. der Rückgang der Lebensmittelproduktion, die Veränderungen der Bewirtschaftungsintensität und die Wechselwirkungen mit dem Österreichischen Agrarumweltprogramm analysiert. Die Modellergebnisse zeigen, dass ein massiver Ausbau der heimischen Biomasse- und Bioenergieproduktion signifikante Anpassungskosten sowie höhere Landnutzungsintensitäten zur Folge hätte. ; The promotion of bioenergy production has become in focus of political objectives such as the 2020 targets of the European Union. The economic potential of biomass and bioenergy production mainly depends on the availability of land, the crop yield potentials, the available production and process technologies as well as the production and opportunity costs along the supply chains. The production of biomass on agricultural land competes with the production of food and feed. The aim of this cumulative doctoral thesis is to assess the economic potentials of biomass and bioenergy production on agricultural land in Austria. Therefore, an integrated modelling system consisting of the crop rotation model CropRota, the bio-physical process model EPIC, and the spatially explicit economic biomass optimization model BiomAT has been used to assess the bio-physical and economic potentials of biomass and bioenergy production in Austria. The approach considers opportunity costs in spatially explicit manner. Furthermore, direct and indirect effects of biomass and bioenergy production such as the decline in food and feed production, a change of management intensity and the interaction to the Austrian agri-environmental program are assessed as well. The modeling results show that an expansion of biomass and bioenergy production would imply significant adjustment costs as well as higher land use intensities in Austria. ; eingereicht von Bernhard Stürmer ; Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers ; Zsfassung in engl. Sprache ; Wien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2011 ; OeBB ; (VLID)1930273

In dieser Arbeit sollen zwei verschiedene Membranen in zwei unterschiedlichen Membranmodulen auf ihre Eignung, Aceton, Butanol und Ethanol (ABE) aus einer w��ssrigen L��sung abzutrennen, getestet werden. Au��erdem soll der Einfluss von verschiedenen Komponenten auf die Leistungsf��higkeit gepr��ft werden. Bei der sogenannten ABE-Fermentation werden biofermentativ Aceton, Butanol und Ethanol erzeugt. Diese Komponenten sind wichtige Grundchemikalien und sollen mit diesem Ansatz aus nachwachsenden Rohstoffen produziert werden. Zur anschlie��enden Abtrennung der L��sungsmittel aus dem w��ssrigen Medium ist die Pervaporation eine vielversprechende Technik. Dabei wird die L��sung ��ber eine Membran geleitet, durch die nur die gew��nschten Komponenten hindurchgelangen k��nnen. Zwei Membranmaterialien, die f��r die dargelegte Trennaufgabe sehr vielversprechend erscheinen, sind Polyoktylmethylsiloxan (POMS) und Polydimethylsiloxan (PDMS). Hier wurde eine experimentelle POMS-Flachbettmembran von dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Deutschland) und ein Hohlfasermodul mit eingebauten PDMS-Membranen der Firma PermSelect - MedArray, Inc (USA) getestet. Die Membranen wurden in eine Pervaporationsanlage im Laborma��stab eingebaut und auf unterschiedliche Parameter untersucht. Nach der Testung der Leistungsf��higkeit mit ausschlie��lich ABE in Wasser, ist anschlie��end der Einfluss von Glucose, Ammoniumchlorid, Essigund Propions��ure auf die Membranen getestet worden. Die Essigund Propions��ure Versuchsreihen sind jeweils bei einem pH-Wert von 7, 5 und 3,5 durchgef��hrt worden, um somit den Einfluss des pH-Werts zu ber��cksichtigen. Alle betrachteten Komponenten sind auch in realen Fermentationsbr��hen enthalten und k��nnen daher bei einer Inline-Abtrennung einen Einfluss auf die Membran aus��ben. Um die Membran zu charakterisieren, sind der transmembrane Fluss, der Trennund Anreicherungsfaktor sowie die Permeanz und die Permselektivit��t berechnet worden. Damit k��nnen sowohl die Leistungsf��higkeit als auch die Wechselwirkungen der Membran mit den einzelnen Komponenten charakterisiert werden. Im Anschluss an die Experimente sind beide Membranen noch mittels Rasterelektronenmikroskop untersucht worden, um ihre Dicke zu ermitteln, damit die Permeabilit��ten berechnet werden k��nnen. Beide Membranen sind im gesamten betrachteten pH-Wertebereich und gegen��ber allen getesteten Substanzen stabil. Die POMS-Membran zeigt einen negativen Einfluss bei der Zugabe von Glucose. Schon die niedrigste gemessene Glucosekonzentration von 50 g/l f��hrt zu einem Sinken des Flusses sowie der Permselektivit��t von ABE zu Wasser. Dieser Effekt ist jedoch reversibel und entsteht m��glicherweise durch eine von der Glucose ausgel��ste Polarisation an der Membran. Die PDMS-Membran hingegen zeigt keinen Effekt durch die Zugabe von Glucose. Daf��r sinkt die Leistungsf��higkeit bei Zugabe der S��uren bei einem pH-Wert von 3,5. Die POMS-Membran zeigt die h��chste Permeabilit��t f��r Wasser und ist somit nicht selektiv f��r ABE. Damit ist die Trennung schlechter als man durch das Fl��ssig-Dampf-Gleichgewicht erwarten w��rde. Aus diesem Grund ist die untersuchte POMS-Membran schlechter f��r die Trennung von ABE und Wasser geeignet als die betrachtete PDMS-Membran. Die PDMS-Membran hingegen ist selektiv f��r Butanol, nicht jedoch f��r Aceton und Ethanol. Da Butanol jedoch das Hauptprodukt ist, ist die Membran f��r das dargelegte Trennproblem geeignet. In this work, two membranes in two different modules are examined on their suitability to separate acetone, butanol und ethanol from an aqueous solution. Furthermore, the influence of different components on the performance is tested. In ABE fermentation, acetone, butanol and ethanol are produced via fermentation. These substances are important base chemicals and can be produced from renewable resources through this process. For the separation of the solvents from the aqueous solution, pervaporation is an interesting technique. The solution is pumped over a membrane that should only let specific components through. Membrane materials that seem to show promise for this separation are polyoctylmethlysiloxane (POMS) und polydimethylsiloxan (PDMS). In this thesis an experimental POMS flat sheet membrane by Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Germany) and a hollowfiber module with a PDMS membrane by PermSelect - MedArray, Inc (USA), have been tested. The membranes were built into a lab-scale pervaporation plant and multiple experiments were performed. First the membranes have been brought into contact with only pure ABE in water. Than the influence of glucose, ammonium chloride as well as propionicand acetic acid on the membrane have been examined. Experiments with aceticand propionic acid are carried out at the pH values of 7, 5 und 3.5, so as to also include the influence of different pH values on the membranes. These specific components have been chosen since they are also present in real fermentation booths. The parameters chosen for the characterization of the membranes include the transmembrane flux, separation and enrichment factor, as well as the permeance and permselectivity. Thus, it is possible to draw conclusions on the productivity of the membranes as well as the interactions with the different components. In a next step, scattering electron microscopy has been performed on the membranes to measure their thickness and thus be able to calculate the permeability. Both membranes are stable in the whole tested pH range and against all added substances. The POMS membrane is negatively influenced by the addition of glucose. Even at the lowest used glucose concentration of 50 g/l, there is a measurable decline of the flux as well as the permselectivity of ABE to water. This effect is reversible and may be caused by polarization. Contrary to that the PDMS shows no effect at the addition of glucose. But the addition of the acids at the pH value of 3.5 causes a lower performance. The permeability shows that the POMS membrane has the highest affinity to water and thus is not selective for ABE. Therefore, the separation is worse than predicted by the vapor-liquid-equilibrium. Which is the reason why this membrane is less suited for the separation of water and ABE than the PDMS membrane. The PDMS membrane is selective for butanol but not for acetone and ethanol. Since butanol is the main focus of the separation, this membrane is suited for this separation problem.

Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprueft - gesperrte Arbeit (bis 2025-09-19+02:00) Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers