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2014-03-26Dissertation DOI: 10.18452/16929
Enzymatischer Abbau des Lignocellulosekomplexes in Energiepflanzen unter besonderer Berücksichtigung der Silierung und der Biogasproduktion
dc.contributor.authorSchimpf, Ulrike
dc.date.accessioned2017-06-18T12:59:55Z
dc.date.available2017-06-18T12:59:55Z
dc.date.created2014-03-28
dc.date.issued2014-03-26
dc.identifier.urihttp://edoc.hu-berlin.de/18452/17581
dc.description.abstractIn den Pflanzenzellwänden befindliche Polysaccharide stehen dem Prozess nur bedingt als Energiequelle zur Verfügung, da diese in einem Komplex mit Lignin verknüpft sind. Um diese Substanzen für den Biogasprozess verfügbar zu machen und demnach den Substratumsatz bzw. die Prozesseffizienz zu erhöhen, sind geeignete Stoffe oder Techniken einzusetzen bzw. zu entwickeln. In dieser Arbeit wurde zielführend der Einsatz von unterschiedlichen Enzympräparaten in drei verschiedenen Prozessstufen bei ausgewählten Energiepflanzen mit variierender Häcksellänge untersucht. Anhand von Enzymaktivitätsbestimmungen konnten Enzympräparate für die einzelnen Stufen selektiert werden. Die ausgewählten Enzyme wurden einzeln oder in Mischung während der Silierung, direkt vor dem Biogasprozess sowie während des Biogasprozesses zum Substrat dotiert und dieses nach der jeweiligen Vorbehandlung in Batch-Gärtests vergoren. Neben der Biogas- und Methanausbeute wurde zur Bewertung der Enzymleistung der Abbau an Lignocellulose sowie die Freisetzung an niedermolekularen Kohlenhydraten ermittelt. Zusätzlich wurde das Quellen der Lignocellulose mit Hilfe eines Wasserzusatzes in Form einer Vorhydrolyse als Vorbehandlungsmethode mit allgemein positivem Ergebnis geprüft. Das Ziel der verbesserten Substratumsetzung bei Mais und Roggen und folglich einer Erhöhung der Biogasproduktion wurde durch den Zusatz ausgewählter Enzympräparate erreicht. Es konnten Grundlagen bezüglich der Wirkung von Enzymen in Biogasprozessen geschaffen werden, anhand derer deutlich wurde, dass besonders die enzymatische Behandlung in den der Methanisierung vorgelagerten Prozessstufen weiterzuentwickeln ist.ger
dc.description.abstractPolysaccharides of plant cell walls are of limited digestibility due to their cross-linking to lignin. In order to make the molecules available for the biogas process and thus increase the substrate utilization and process efficiency appropriate substances or techniques are needed. It was therefore the aim of this work to investigate the effects of different enzyme preparations in three digestion process stages. Selected energy plants with varying degrees of particle sizes (chopping lengths) were used as digester feedstock. Enzyme preparations for the different process stages were chosen by enzyme assays. The selected enzymes were added to the feedstock during the ensiling, directly before the biogas process or during the biogas process separate or in mixtures. Pre-treated substrates were subsequently digested in batch fermentation tests. Beside the biogas and methane yield the degradation degree of lignocellulose and the release of low molecular carbohydrates were investigated for evaluating the enzyme performance. Additionally, the swelling of lignocellulose caused by addition of water in a pre-hydrolysis process was examined as a method of pre-treatment, with generally positive results. The aim of an improved substrate conversion of maize and rye and thus an enhanced biogas production by enzymatic pretreatments was achieved. Scientific fundamentals regarding the impact of enzymes on biogas processes were established. Enzymatic pretreatments in process steps before methanation showed potential for further developments.eng
dc.language.isoger
dc.publisherHumboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I
dc.rightsNamensnennung - Keine kommerzielle Nutzung - Keine Bearbeitung
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/
dc.subjectMethanger
dc.subjectMaisger
dc.subjectBiogasger
dc.subjectLignocelluloseger
dc.subjectCellulaseger
dc.subjectPektinaseger
dc.subjectLaccaseger
dc.subjectGärtestger
dc.subjectVorbehandlungger
dc.subjectPolysaccharidger
dc.subjectPflanzenzellwandger
dc.subjectRoggenger
dc.subjectmethaneeng
dc.subjectmaizeeng
dc.subjectbiogaseng
dc.subjectlignocelluloseeng
dc.subjectcellulaseeng
dc.subjectpectinaseeng
dc.subjectlaccaseeng
dc.subjectbatch testeng
dc.subjectpretreatmenteng
dc.subjectpolysaccharideeng
dc.subjectplant cell walleng
dc.subjectryeeng
dc.subject.ddc570 Biologie
dc.titleEnzymatischer Abbau des Lignocellulosekomplexes in Energiepflanzen unter besonderer Berücksichtigung der Silierung und der Biogasproduktion
dc.typedoctoralThesis
dc.identifier.urnurn:nbn:de:kobv:11-100216276
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.18452/16929
dc.identifier.alephidBV041759466
dc.date.accepted2014-01-31
dc.contributor.refereeLockau, Wolfgang
dc.contributor.refereeWestphal, Günter
dc.contributor.refereeLinke, Bernd
dc.subject.dnb32 Biologie
dc.subject.rvkZE 37104
local.edoc.pages260
local.edoc.type-nameDissertation
bua.departmentMathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I

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