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Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 1 Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen- Wintersemester 2010/2011 Industrielle.

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1 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 1 Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen- Wintersemester 2010/2011 Industrielle Biotechnologie GRUPPENARBEIT Gruppe 4: Kosten und Logistik

2 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 2 Ad-ministration Produktion Vertrieb

3 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 3 Gliederung 1.Logistik (1)Allgemeine Definition (2)Beschaffungslogistik (3)Produktionslogistik (4)Vertriebslogistik (5)Entsorgungslogistik 2.Kostenplan (1)Fixkosten - laufende Kosten (2)Beschaffung (3)Produktion (4)Vertrieb (5)Entsorgung (6)Kosten- Gewinn

4 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 4 Logistik Definition Die Logistik umfasst die Organisation, Bereitstellung, Steuerung und Optimierung von Prozessen der Güter-, Informations-, Energie-, Geld- und Personenströme betreffend Produktion und Lieferung.

5 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 5 Teilgebiete der Logistik 1.Beschaffungslogistik –Rohstoffe –Materialien 2.Produktionslogistik –innerbetriebliche Steuerung/Überwachung –Lagerung 3.Vertriebs-/Absatzlogistik –Gütervertrieb –Zustellung 4.Entsorgungslogistik –Entsorgung –Recycling –Aufbereitung und/oder Verkauf von Abfallprodukten

6 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 6 Beschaffungslogistik Scale Up Clostridium acetobutylicum Vorkommen vor allem in Böden/ Sedimenten von Gewässern Firmeneigene Kultivierung Komplexmedium Lieferung und Lagerung

7 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 7 Beschaffungslogistik Fermentation Hauptsubstrat Molke Just in Time- Lieferung von benachbarter Molkerei/Käserei => Pipeline Deutschlands größte Molkerei (Nordmilch) produziert etwa 3,69 Mrd. L Molke pro Jahr Hefeextrakt Hefeextraktlieferung von Chemie-/Feinindustrie SubstratMenge [t/Ansatz] Menge [t/ 20 Ansätze] Menge [t/ Jahr] Molke Hefeextrakt4,

8 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 8 Produktionslogistik Schaubild kurze Betriebswege

9 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 9 Vertriebslogistik ProdukteMenge in t pro JahrAbnehmer Aceton (99%)851,42Chemieindustrie Butanol (95%)10.012,92Chemieindustrie Ethanol (96%)255,43Autoindustrie Essigsäure (82%)291,92Lebensmittelindustrie Buttersäure (97%)255,43Kunststoffindustrie

10 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 10 Überblick

11 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 11 Entsorgungslogistik Schlempe Klarschlempe BiogasAbwasser Überschuss- schlamm Biomasse Futtermittel

12 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 12 Entsorgungslogistik GasgemischCO2 TrockeneisSequestrierung künstl. Photosynthese Algenfarm H2 AtmosphäreVerkauf

13 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 13 Algenfarm Künstliche Photosynthese Sequestrierung Tank mit Mikroalgen Biomasseproduktion Licht und CO2 --> Kohlenstoffhaltige Verbindungen Zellfreies System Unterirdische Lagerung in Sedimentschichten dessen Poren mit Salzwasser gefüllt sind Verkauf von Biodiesel, Ethanol, Emissionsrechten Verkauf der C- Verbindungen Kostentechnisch machbar Kosten für Anlage enorm Keine optimalen Bedingungen energieaufwändig Noch nicht marktreif Verbleib des Salzwasser? CO2 Entsorgung

14 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 14 Kostenplan Ausgaben + Einnahmen laufendBeschaffungProduktionVertriebEntsorgungfix

15 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 15 Beschaffungskosten Rohstoffe Bedarf in t pro Jahr Kosten pro kg in Gesamt- kosten in pro Jahr Herkunft Molke Molkerei/ Käserei Clostridium Aceto-butylicum (Inokulum) eigene Her- stellung Hefeextrakt87690, Chemie- industrie Summe (35% d. Kg-Preises) , aufgrund Großabnahme Einsparung von etwa 65 % des Kilopreises möglich

16 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 16 Produktionskosten EnergieverbrauchEnergie(rück)gewinn -Fermenter -Analytik (pH-Meter, Photometer, Abgasanalytik…) -Pumpen -Destillationskolonne -Kristallisationsanlage -Zentrifuge -Laborgeräte -Brutschränke -Wärmeplatten -Cleanbanch -Allg. Stromkosten (Licht, Heizung, EDV…) -Wärmetauscher -Biogasrückführung

17 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 17 Energiefluss

18 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 18 allgemeine Annahmen -Strompreis: 3 Cent/kWh - jährliche Laufzeit der Geräte: 8760 h/a (immer) Fermenter: 8640h/a - Wirkungsgrad der Wärmetauscher: 50% - Energiebedarf Präfermenter: 75kWh/l/d Fermenter: 205kWh/l/d

19 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 19 Energiebedarf Vorbereitung GerätFaktor Energie-bedarf [kWh/I/d] Gesamt Energiebedarf [kWh/a] Gesamt-kosten [/a] Präfermenter [100l] Präfermenter [20000l] 1755 Mio.16 Mio. Präfermenter [40000l] 10752,6 Mrd.78 Mio.

20 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 20 Energiebedarf Fermentation GerätFaktor Energie-bedarf [kWh] Gesamt Energiebe- darf [kWh/a] Gesamt-Kosten [/a] Analytik* 200, Fermenter 200,2058,5 Mrd.255 Mio. Gaspumpen 203, *O2/CO2-, Methanol-, Methansensoren

21 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 21 Energiebedarf DSP Gerät Energie- bedarf [kWh/h] Gesamt Energiebedarf [kWh/a] Gesamt- Kosten [/a] Zentrifuge 32, Destillation Mrd.34 Mio. Kristallisations- apparatur 27, ,6

22 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 22 Energierückgewinn GerätFaktor Energie- gewinn [kWh/a] Kapazität [m³] Gesamt Energiegewinn [kWh/a] Wärme-tauscher F Mio.50%4,5 Mrd. Wärme-tauscher D 1500 Mio.50%500 Mio. Biogas- produktion 1 2,4 [kWh/m ³ Biogas] 2,2 Mio.5,2 Mio.

23 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 23 Gesamtenergiebilanz Gesamter Energiebedarf [kWh/a] Gesamter Rückgewinn [kWh/a] Rest- Energiebedarf [kWh/a] Summe [/a] 10,4 Mrd.4,3 Mrd.6,1 Mrd.183 Mio. 100%~ 41%~ 59%

24 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 24 Vertriebskosten Produkte Menge in t pro Jahr Preis in pro t Preis in pro Jahr Abnehmer Aceton (99%)851, Chemieindustrie Butanol (95%)10.012, Chemieindustrie Ethanol (96%)255, Autoindustrie Essigsäure (82%)291, Lebensmittel- industrie Buttersäure (97%)255,43~ Kunststoff-industrie

25 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 25 Entsorgungskosten Recycling oder VerkaufGrundpreisInsgesamt in Biomasse74 / t BiogasRückführung- Wasserstoff0,50 / L EntsorgungspostenGrundpreisInsgesamt in Abwasser0,50 / m Überschussschlamm150 / t Kohlenstoffdioxid38 / t

26 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 26 Kosten- Gewinn PostenPreis in Kosten Beschaffung Energie Entsorgung Umsatz Produkte Entsorgung Summe Minimierung des Produktumsatzes um etwa 3% aufgrund eventueller Verluste beim DSP

27 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 27 Kosten- Gewinn Kosten Umsatz

28 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit


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