Ce travail a étudié deux approches différentes pour optimiser la réduction biologique des sulfates: la première approche consisté à élaborer une stratégie de contrôle de processus pour optimiser l'ajout d'un donneur d'électrons et la deuxième à vérifier la pertinence de l'utilisation d'une source de carbone bon marché, à savoir, le méthane. Une stratégie de contrôle de l'apport du donneur d'électron en se basant sur le suivi de la charge organique a été mis en place. Des conditions d'abondance et de famine ont été appliquées à un bioréacteur à bactéries sulfato-réductrices (BSR) pour stimuler les dynamiques du processus. Ces conditions d'abondance/famine ont donné lieu à l'accumulation de carbone et également de soufre élémentaire (composants de stockage de biomasse réductrice de sulfate). Cette étude a montré que les retards dans le temps de réponse et un gain de commande élevé peuvent être considérés comme les facteurs les plus critiques affectant l'application d'une stratégie de contrôle de sulfure dans des bioréacteurs à BSR. L'allongement du temps de réponse est expliqué par l'induction de différentes voies métaboliques au sein des communautés microbienne des boues anaérobies, notamment par l'accumulation de sous produits de stockage. Le polyhydroxybutyrate (PHB) et les sulfates ont été retrouvés accumulés par la biomasse présente dans le bioréacteur à lit fluidisé inverse utilisé pour cette étude et donc ils ont été considérés comme les produits majoritaires de stockage par les BSR. Sur cette base, un modèle mathématique a été développé, qui montre un bon compromis entre les données expérimentales et simulées, et confirme donc le rôle clé des processus d'accumulation. Afin de comprendre les voies métaboliques impliquées dans l'oxydation anaérobie du méthane couplé à la réduction des sulfates (AOM-SR), différents donneurs et accepteurs d'électrons ont été ajoutés au cours de test d'incubations in vitro visant à enrichir la communauté microbienne impliqué dans l'AOM-SR à haute pression avec plusieurs co-substrats. L'AOM-SR est stimulée par l'addition de l'acétate ce qui n'a pas été rapporté pour d'autres communautés impliqué dans l'AOM-SR. En outre, l'acétate a été généré dans le test de contrôle résultant probablement de la réduction de CO2. Ces résultats renforcent l'hypothèse que l'acétate peut servir d'intermédiaire dans le processus de l'AOM-SR, au moins pour certains groupes de archées anaérobie méthanotrophe (ANME) et les bactéries sulfato-réductrices / This work investigated two different approaches to optimize biological sulphate reduction: to develop a process control strategy to optimize the input of an electron donor and the applicability of a cheap carbon source, i.e., methane. For the design of a control strategy that uses the organic loading rate (OLR) as control input, feast and famine behaviour conditions were applied to a sulphate reducing bioreactor to excite the dynamics of the process. Such feast/famine regimes were shown to induce the accumulation of carbon, and possibly sulphur, storage compounds in the sulphate reducing biomass. This study showed that delays in the response time and a high control gain can be considered as the most critical factors affecting the application of a sulphide control strategy in bioreactors. The delays are caused by the induction of different metabolic pathways in the anaerobic sludge including the accumulation of storage products. Polyhydroxybutyrate (PHB) and sulphate were found to accumulate in the biomass present in the inversed fluidized bed used in this study, and consequently, they were considered to be the main storage compounds used by SRB. On this basis a mathematical model was developed which showed a good fit between experimental and simulated data giving further support to key role of accumulation processes. In order to understand the microbial pathways in the anaerobic oxidation of methane coupled to sulphate reduction (AOM-SR) diverse potential electron donors and acceptors were added to in vitro incubations of an AOM-SR enrichment at high pressure with several co-substrates. The AOM-SR is stimulated by the addition of acetate which has not been reported for any other AOM-SR performing communities. In addition, acetate was formed in the control group probably resulting from the reduction of CO2. These results support the hypothesis that acetate may serve as an intermediate in the AOM-SR process, at least in some groups of anaerobic methanotrophs (ANME) and sulphate reducing bacteria

This master thesis focuses on reuse of waste water from industrial plant processing yellow phosphorus. Theoretical part summarizes physical and chemical properties of phosphorus, its transport in biosphere and its role in living organisms. Also the production process of the industrial plant is described. Waste water that contains waste byproducts is considered to be useful source of essential nutrients for economical large scale microalgae cultivation and development of biotechnological processes. In practical part, optimization of growth conditions for microalgae Chlorella pyrenoidosa Chick (IPPAS C-2) cultivation in medium based on wastewater from yellow phosphorus warehouse is presented.

This doctoral thesis deals with some problems related to networking and network relationships of small and medium biotechnological enterprises (SME) in the Czech Republic. In the introduction of the doctoral thesis there is networks‘ character, their development and specification presented. The contemporary situation of “big and strong“ is compared with the situation of small and medium enterprises and advantages ensued from memebership are presented. In the theoretical part of this doctoral thesis, there is the analysis of the actual scientific research of small and medium enterprises made up. Their influence in economics is described in detail and the influence of globalisation on small and medium enterprises is presented. Since the small and medium enterprises form the basis of this thesis, contemporary situation in the world as well as research and development in the Czech Republic is mentioned. These research and development are followed by the information about small-and-medium-enterprises-networking and its division, assumptions and reasons for joining the networks or elements, that affect the cooperation of small and medium with the big enterprises. Pieces of knowledge of networking in the world literature gained from foreign literature sources are described in this part. Typology of networks is specified, divided by its purpose, direction and other criteria and notes and quotations of the authors dealing with networs are shown. The word cluster and its characteristics, division and its advantages were explained. In the practical part of the doctoral thesis there are some ideas formulated, according to conclusions of the scientific research of small and medium biotechnological enterprises in the Czech Republic and after that there is presented, how the Czech enterprises join shared projects on the vertical or horizontal level or with research institutes or universities. These results are consequently compared with scientifis studies from abroad. Some practical recommendations about using of these pieces of knowledge for contemporary small and medium biotechnological enterprises are formulated according to these results. Before conclusion there are some scientific and practical gains of the doctoral thesis, including gains for pedagogical work.

Der Handlungsdruck für eine rasche Transformation des Energiesystems hin zu nachhaltigen erneuerbaren Energieträgen und Produkten bei gleichzeitiger signifikanter Reduktion der Treibhausgasemissionen steigt für alle Sektoren enorm. Diese Dekade wird entscheidend sein. Anfänglich sind die Weichen dafür zu stellen und die Technologien noch weiterzuentwickeln, später muss die Implementation im Vordergrund stehen. Um Zuverlässigkeiten zu erhöhen, schwache Glieder in der Kette zu stärken und Kosten zu senken und gleichzeitig Nachhaltigkeit zu erhöhen sind ebenso enorme Forschungsanstrengungen notwendig. Dabei ist es unabdingbar, den systemischen Blick zu stärken und nachhaltig sinnvolle Pfade zu verfolgen. In diesem Seminar werden beispielhafte Syn- BioPTx-Ansätze zur Ausnutzung der Synergien von Technologien für biomasse- und strombasiert hergestellte Produkte vorgestellt und diskutiert. Fokus ist hierbei, die Synergien aus erneuerbarem Strom für die Verwertung des erneuerbarem Kohlenstoffträgers Biomasse zu sogenannten Syn- BioPTx-Produkten zu nutzen. Dies ermöglicht es höhere Mengenpotenziale, beispielweise für erneuerbare Kohlenwasserstoffe, zu erschließen. Dank der federführenden Konzeption und Organisation des DBFZ ist es gelungen, Expert*innen aus Forschung und Entwicklung sowie Industrie zu diesem Thema zu gewinnen und es zu einem Thema der Fachgruppe Energieverfahrenstechnik, EVT, innerhalb der ProcessNet Initiative von Dechema und VDI GVC zu machen. Die im Workshop präsentierten Inhalte zur Einordnung der möglichen SynBioPTx-Ansätze wurden Beispiele werden im nachfolgenden Tagungsreader zusammengefasst.

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Bioenergie soll in den kommenden Jahren eine wichtige Funktion übernehmen, zum Beispiel als Ausgleich von fluktuierenden erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind. Neue Substrate müssen dafür erschlossen werden. Neben den nachwachsenden Rohstoffen können dies vor allem Reststoffe sein, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen. So schön die Theorie klingt, energetisch zu verwerten, was ohnehin schon da ist, so groß sind die Herausforderungen in der Praxis. Sind bestehende Anlagen auf die Vergärung der wenig homogenen Stoffe ausgelegt? Wie hoch sind die Gasausbeuten? Was ist bei Transport und Vorbearbeitung zu beachten? Ermöglichen die Stoffe einen wirtschaftlichen Betrieb? Die in diesem Sammelband vorgestellten praxisnahen Vorhaben wollen ein Teil dieser Fragen aufgreifen und versuchen Antworten zu liefern.

Die in dem hier vorliegenden zweiten Teil von „Neue Wege zur Prozessoptimierung in Biogasanlagen“ dargestellten Vorhaben des Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“ stellen vor allem aktuelle Entwicklungen im technischen Bereich vor, die die hohe Anpassungsfähigkeit und Flexibilität der Branche verdeutlichen.

Ihre Innovationskraft wird es den Akteuren der Biogasbranche ermöglichen, den Platz im Energieversorgungssystem der Zukunft zu finden. Einige der Fortschritte auf dem Weg dahin sind im vorliegenden dritten Teil von „Neue Wege zur Prozessoptimierung in Biogasanlagen“ des BMWi-Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung“ dokumentiert. Die Flexibilisierung der Biogasbereitstellung und Energieproduktion sowie die nachhaltige Integration von Biogassystemen in kommunalen Versorgungsstrukturen waren bedeutende Themen in den vorgestellten Projekten. Weiterhin wurden technologische Arbeiten auf den Gebieten der Biomethanaufbereitung etwa durch Einsatz von Membranen oder ultraschallstimulierte verbesserte CO2-Desorption geleistet und das wichtige Thema der Emissionsminderung von Biogasanlagen behandelt. Die vorgestellten Arbeiten runden das Bild der innovationsstarken Biogasbranche weiter ab, das bereits in den vorangegangenen Teilen I und II der Schriftenreihe deutlich wurde. Die Summe aller bisherigen und noch folgender wissenschaftlich-technischen Anstrengungen und Entwicklungen wird es den Bioenergietechnologien ermöglichen, auch zukünftig einen festen und anerkannten Platz in der energiewirtschaftlichen Landschaft einzunehmen.

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Dieser Ergebnisband bietet Ihnen einen Einblick in die Betriebserfahrungen von Holzvergasungsanlagen und ihre komplexe Prozesstechnik, sowie in verschiedene nachhaltige Nutzungskonzepte von Festbrennstoffen.