Predmetom dodania bude vyhotovenie úvodnej analýzy, ktorá má sumarizovať všetky predpoklady pre dosiahnutie cieľa výskumu, ktorým je identifikácia optimálneho zloženia vstupov a optimálnych parametrov procesu fermentácie s cieľom maximalizovať ekonomickú efektívnosť výroby bioplynu. Súčasne s cieľom identifikovať proces s najvyššou účinnosťou výroby a proces s najvyššou čistotou výstupného bioplynu, je hlavným cieľom výskumu  identifikácia procesu ekonomicky najefektívnejšieho.

Úvodná analýza a plán výskumnej úlohy (ďalej len „analýza“) má obsahovať:

• sumarizáciu technických parametrov bioplynovej stanice, na ktorej bude prebiehať výskum
• analýzu variantých riešení a nastavení procesov fermentácie
• návrh 6 najvhodnejších variant pre 6 testovacích cyklov úvodnej fázy výskumu so zreteľom na cieľ výskumu.
• podrobný popis plánovaných výskumných úloh pre 6 cyklov
• presný popis postupov pri meraní a vyhodnocovaní

Metodika experimentov:

V etape využívania navrhnutých zložení substrátov, t.j. v procese anaeróbnej fermentácie bude verifikovaný vplyv množstva jednotlivých kosubstrátov na množstvo a kvalitu produkovaného bioplynu, s cieľom optimalizácie zloženia vstupného substrátu, ako aj bioplynu. Analyzovaný bude substrát pred vstupom do bioreaktora a z procesu fermentácie využijúc overené metodiky, pričom budú stanovované rozhodujúce parametre anaeróbneho procesu, a to hlavne: obsah suchej hmoty, obsah organickej suchej hmoty, hodnota pH, teplota, chemická spotreba kyslíka, celkový dusík, obsah síranov, výskyt mastných kyselín, zaťaženie bioreaktora. Produkcia bioplynu bude hodnotená analýzou plynu (určovanie podielu metánu, sírovodíka, kysličníka uhličitého a kyslíka), množstvom produkovaného bioplynu vo vyjadrení jeho špecifickej produkcie na jednotku objemu bioreaktora, ako aj vzhľadom na obsah organickej suchej hmoty v substráte. Každý navrhnutý testovaný substrát bude upravený pred fermentáciou tak, aby obsah suchej hmoty v substráte bol 10% obj. (aby bol substrát čerpateľný a vhodný na miešanie, pre technológiu mokrej fermentácie je to štandardný obsah suchej hmoty).

V rámci riešenia  projektu budú aplikované moderné metódy riešenia, ktoré vychádzajú zo súčasných poznatkov o stave riešenej problematiky a využití štandardných postupov používaných v danej oblasti aplikovaného výskumu (postupy riadenia anaeróbnej fermentácie a optimalizácia technologického procesu). Pokiaľ ide o samotnú anaeróbnu fermentáciu, v rámci jednotlivých experimentov budú použité nasledovné metódy a analytické postupy:

Analýza vstupného substrátu:

• chemická spotreba kyslíka COD (mg.l-1) – fotometricky
• obsah síranov SO₄^2- (mg.l-1) – fotometricky
• obsah celkového dusíka N_total (mg.l-1) – fotometricky
• obsah suchej hmoty TS (%) – pomocou automatických sušinových váh
• organické zaťaženie fermentora OLR výpočtom podľa vzťahu:

Analýza substrátu z fermentora:

• mastné kyseliny VFA (mg.l-1) – destilácia s vodnou parou a následná titrácia
• ekvivalent kyseliny octovej CH₃COOH (mg.l-1)  – výpočtom z obsahu mastných kyselín
• amoniakálne ióny NH₄⁺ (mg.l-1) – fotometricky
• hodnota pH –  laboratórne pomocou pH sondy
• teplota substrátu t (°C) – pomocou odporového teplomera Pt 1000 s digitálnym výstupom
• obsah suchej hmoty TS (%) – pomocou sušinových váh
• organická suchá hmota VSS (%, % TS) – žíhaním v muflovej peci

Merané zložky bioplynu pomocou analyzátora plynu:

• metán CH₄ (% vol.) – infračerveným dvojlúčovým snímačom
• oxid uhličitý CO₂ (% vol.) – infračerveným dvojlúčovým snímačom
• kyslík O₂ (% vol.) – elektrochemicky
• sírovodík H₂S (ppm vol.) – elektrochemicky

Chromatograficky merané zložky v bioplyne:

• metán CH₄ (% vol.)
• oxid uhličitý CO₂ (% vol.)
• kyslík O₂(% vol.)
• dusík N₂ (% vol.)
• vodík H₂ (% vol.)

Spôsob vyhodnocovania:

• Chyby merania budú stanovované na základe použitých prístrojov, meracích metód a literárnych prameňov.
• Namerané hodnoty budú vyhodnocované pomocou popisnej štatistiky.
• Vlastnosti bioplynu budú stanovované výpočtom podľa ISO 6976.
• Na základe výhrevnosti a dennej produkcie bioplynu bude počítaný energetický výkon zariadenia na výrobu bioplynu.