Mathematiker der Uni Trier helfen Winzern beim Energiesparen

In einem Forschungsprojekt werden Modelle für Gärprozesse von Wein und Biogas entwickelt

Wissenschaftler der Universität Trier wollen Gärprozesse untersuchen und damit Winzern und Biogas-Produzenten beim Energiesparen helfen. Die Forscher sind aber weder Biologen noch Chemiker – mit Professor Volker Schulz koordiniert vielmehr ein Mathematiker das gerade gestartete Verbundprojekt. Ziel ist es, Gärprozesse bei der Produktion von Biogas und Wein mit mathematischen Methoden räumlich und zeitlich detailliert zu modellieren, simulieren und zu optimieren.

„Bei der Produktion von Wein müssen Winzer einen kritischen Punkt beachten. Wenn die Gärung einsetzt, muss der Wein unter hohem Energieeinsatz heruntergekühlt werden“, erklärt Volker Schulz. Gemeinsam mit Kollegen der Universität Würzburg, der Hochschule Geisenheim sowie weiteren Verbund- und Kooperationspartnern will er mathematische Modelle entwickeln, die den Verlauf des Gärprozesses möglichst genau voraussagen. Winzern wäre es dann möglich, den Prozess mit deutlich geringerem Energieverbrauch frühzeitig zu steuern. Die Weingärung kann zugleich als Prototyp für die komplexere, aber sehr ähnlich verlaufende Biogasgärung betrachtet werden. Bei der Biogas-Gärung ist allerdings nicht Kühlung von Interesse, sondern die Energie- und Biogasausbeute. Die Wissenschaftler gehen aber davon aus, dass sich die Modelle für beide Prozesse angleichen lassen.

Für die Weinwirtschaft sind die Forschungsergebnisse von großem Interesse. Daher gehören das Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum (DLR) in Bernkastel-Kues sowie die Weinbauversuchsanstalt in Veitshöchheim (Bayern) zu den Kooperationspartnern.

„Unser Ziel ist die Reduktion des Energieeinsatzes“

In der Frage, ob die Forschungsergebnisse auch zur Geschmacks- oder Qualitätsoptimierung beitragen können, gibt sich Volker Schulz zurückhaltend: „Unser Ziel ist die Reduktion des Energieeinsatzes. Das Aromaprofil soll nicht verändert werden. Es wäre allerdings möglich, über mathematische Modelle unerwünschte Geschmacksstoffe zu eliminieren.“ Die anspruchsvolle Aufgabe der Mathematiker an den Universitäten Trier und Würzburg und der Hochschule Geisenheim besteht darin, bereits existierende mathematische Modelle für Teilbereiche der Gesamt-Thematik zusammenzuführen.

Die drei an dem Forschungsprojekt beteiligten Hersteller von Biogasanlagen erhoffen sich Erkenntnisse, die sie zur optimierten Steuerung von Anlagen einsetzen können. Die beiden Weinbauversuchsanstalten werden Ergebnisse in Form von Beratungsdienstleistung für die Weinindustrie verwerten. Ein Unternehmen für Sensorsysteme wird sie in Regelungskonzepten umsetzen.

Da die Modelle mit dem Ziel entwickelt werden, die Prozesse vor allem hinsichtlich ihrer energetischen Aspekte zu optimieren, gehört das Projekt zum Bedarfsfeld Klima/Energie der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über drei Jahre gefördert.

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