Bioraffinerie von Speiseabfällen

Präsentation zum Thema: "Bioraffinerie von Speiseabfällen"—  Präsentation transkript:

1 Bioraffinerie von Speiseabfällen
- Produktion von flüssigen und gasförmigen Energieträgern Ullrich Stein, Jakob Kain, Michael Harasek, Markus Ortner, Günther Bochmann Die Erschöpfung von fossilen Energieträgern zwingt die Industrie nach Alternativen zu suchen. Biogas stellt eine mögliche Alternative da, welches durch die Fermentation der organischen Bestandteile von kommunalem Müll erreicht werden kann. Der hohe Energiegehalt im Fermentat nach der Biogasproduktion ermöglicht eine verbesserte Nutzung zur Gewinnung von zusätzlichen Energieträgern. Die Aceton-Butanol-Ethanol (ABE) Fermentation ist eine vielversprechende Methode für die nachhaltige Produktion von zusätzlichen Energieträgern. Kontakt Ullrich Stein 1 Substrat Die organischen Bestandteile des kommunalen Mülls werden in zwei getrennten Stoffströmen (Speisabfälle und Biomüll aus der Biotonne) von der MA48 gesammelt. Die Fraktionen werden vermischt und nach diversen Vorbehandlungsschritten als Rohsstoff für die Biogasproduktion genutzt. Das produzierte Biogas wird durch einen Generator in Strom und Wärme umgewandelt und beides in die lokalen Strom-/Fernwärmenetze eingespeist Speiseabfälle homogenisierte Speiseabfälle Vorversäuerung Die Küchenabfälle werden separat prozessiert und homogenisiert. Clostridien können dieses Substrat bei einem pH-Wert von 6-7 zu flüchtigen Fettsäuren (FFS) umsetzen. Zusätzlich wird während dieses Prozesses noch Hydrolysegas (hauptsächlich H2 und CO2) gebildet, welcher genutzt warden kann, um den Methangehalt im Biogas mikrobiell zu erhöhen. Biomüll ABE Fermentation Die produzierten FFS können von Clostridien als potentielles Substrat genutzt werden, um Lösungsmittel bei einem pH-Wert von ca. 4,5 herzustellen. Konventionelle ABE Fermenta-tionen sind aber in ihrer Produktausbeute stark limitiert. Einer der Hauptgründe ist die Produktinhibierung durch Alkohole (Butanol und Ethanol). Daher wird in diesem Projekt eine Produkt-abtrennung im Prozess auf Grundlage der Pervaporation näher untersucht. Des Weiteren tendieren Clostridien dazu ihre lösmittelbildenden Eigenschaften im Laufe der Fermentationszeit zu verlieren („strain degeneration“). Um dieser Eigenschaft entgegen zu wirken, werden verschiedene Fermentationsmethoden untersucht. Butanol Die große Vielfalt an Anwendungen erlaubt unter anderem eine direkte Nutzung als Biokraftstoff. Im Vergleich zu Ethanol ist Butanol weniger flüchtig und explosiv und daher auch sicherer zu handhaben, enthält mehr Energie, ist weniger hygroskopisch und kann in jedem Verhältnis mit Benzin gemischt werden. Biogasproduktion Das verbleibende Substrat wird mit dem Biomüll-Stoffstrom vermischt und in den Biogasreaktor. Das während der Vorversäuerung produzierte H2 wird in den Reaktor eingebracht, um die Methanausbeute mikrobiell zu erhöhen (mikrobielles Upgrading).