Bestimmung der mikrobiologischen Aktivität in Biogasanlagen

Die Entwicklung der Biogastechnologie war in den letzen Jahren durch sehr viele technische Neuerungen mit hohem Innovationsgrad verbunden. Allesamt haben sie gemein, dass die Aktivität der Mikroorganismen in den Fermentern als schwer zu beeinflussende Grundgröße angesehen worden ist. Der Biogasprozess als mikrobiologischer Prozess kann jedoch nur auf Basis einer gut funktionierenden Mikrobiologie erfolgreich betrieben werden.

In dieser Arbeit wird eine Methode entwickelt, um die Aktivität der methanproduzierenden Mikroorganismen in Biogasanlagen mittels molekularbiologischer Methoden quantitativ zu bestimmen. Dadurch kann die Auswirkung unterschiedlicher Fermentationsparameter (Temperatur, Nährstoffzusätze, Substrat-zusammensetzung, etc.) auf biologischer Ebene detektiert und somit gezielt beeinflusst werden.

Die Möglichkeit der Messung und gezielten Beeinflussung der mikrobiologischen Vorgänge im Biogasprozess führen zu einer Effizienzsteigerung und besseren Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen. Diese Arbeit bringt somit einen wesentlichen technologischen Fortschritt und ist daher ein Beitrag, die Zukunft von Biogas als erneuerbarem Energieträger zu sichern.

Das Projekt umfasst folgende Aufgaben:

• Entwicklung der molekularbiologischen Methode zur Messung der mikrobiellen Aktivität in Biogasanlagen:
  
  
  • Extraktion von mRNA aus Biogasfermenter-Proben
  • Reverse Transkription (RT) der mRNA in cDNA (komplementäre DNA) sowie Amplifikation, Detektion und Quantifizierung der cDNA mittels RT-qPCR
  • Methodenvalidierung
  • Methodenevaluierung mittels 16S rDNA und mcrA Klonbibliotheken (TRFLP, DGGE)

• Anwendungsstudie des neu entwickelten Analyseverfahrens: Nutzen dieses neuen Ansatzes, um Mikronährstoffe der Partnerfirma auf deren aktivitätssteigernde Wirkung zu testen.

Kontakt:
Roland Kirchmayr

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