Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen-

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1 Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen-
Industrielle Biotechnologie GRUPPENARBEIT Gruppe 4: Kosten und Logistik Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen- Wintersemester 2010/2011

2 Ad-ministration Produktion Vertrieb

3 Gliederung Logistik Kostenplan Allgemeine Definition
Beschaffungslogistik Produktionslogistik Vertriebslogistik Entsorgungslogistik Kostenplan Fixkosten - laufende Kosten Beschaffung Produktion Vertrieb Entsorgung Kosten- Gewinn

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 Teilgebiete der Logistik
Beschaffungslogistik Rohstoffe Materialien Produktionslogistik innerbetriebliche Steuerung/Überwachung Lagerung Vertriebs-/Absatzlogistik Gütervertrieb Zustellung Entsorgungslogistik Entsorgung Recycling Aufbereitung und/oder Verkauf von Abfallprodukten

6 Beschaffungslogistik
Menge Komplexmedium Gruppe 1 Scale Up Clostridium acetobutylicum Vorkommen vor allem in Böden/ Sedimenten von Gewässern Firmeneigene Kultivierung Komplexmedium Lieferung und Lagerung

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 Substrat Menge [t/Ansatz] [t/ 20 Ansätze] [t/ Jahr] Molke 425 8500 Hefeextrakt 4,8 96 11.520

8 Produktionslogistik Schaubild kurze Betriebswege

9 Lebensmittelindustrie
Vertriebslogistik Produkte Menge in t pro Jahr Abnehmer Aceton (99%) 851,42 Chemieindustrie Butanol (95%) 10.012,92 Ethanol (96%) 255,43 Autoindustrie Essigsäure (82%) 291,92 Lebensmittelindustrie Buttersäure (97%) Kunststoffindustrie

10 Überblick

11 Schlempe Entsorgungslogistik Klarschlempe Biomasse Biogas Abwasser
Überschuss- schlamm Biomasse Futtermittel - Die während des Fermentationsvorganges entstehende Schlempe wird zuerst eingedickt, dann getrocknet und schließlich in Form von Pellets dazu verwendet, um die Temperatur der Blasensäulenrektoren aufrechtzuerhalten oder es als Produkt zu verkaufen.

12 Gasgemisch CO2 H2 Entsorgungslogistik Trockeneis Sequestrierung
künstl. Photosynthese Algenfarm H2 Atmosphäre Verkauf

13 CO2 Entsorgung – Algenfarm
Photosynthese : CO2 → Biomasse → Produktion von Biodiesel , Ethanol Pro: Gase nicht aufreinigen, CO2 nicht in Atmosphäre, Einnahmen (Biodiesel, Ethanol, Emissionsrechte) Contra: Riesige Fläche, Hohe Kosten + Energie + Aufwand, Geringe Sonneneinstrahlung → keine nennenswerter Beitrag zum Klimaschutz

14 CO2 Entsorgung - Künstliche Photosynthese
Idee: Zellfreies Photosynthesesystem, welches aus Licht und CO2 Kohlenstoffhaltige Materie aufbaut, ohne dass dabei Biomasse (Pflanzen) entstehen → noch nicht großtechnisch einsetzbar

15 CO2 Entsorgung – Sequestrierung
Lagerung von CO2 in tiefen Sedimentschichten, dessen Poren mit Salzwasser gefüllt sind Überkritisches CO2 verdrängt Salzwasser aus Poren → keine optimale Lösung

16 Kostenplan Ausgaben + Einnahmen laufend Beschaffung Produktion
Vertrieb Entsorgung fix

17 Gesamt-kosten in € pro Jahr acetobutylicum (Inokulum)
Beschaffungskosten Rohstoffe Bedarf in t pro Jahr Kosten pro kg in € Gesamt-kosten in € pro Jahr Herkunft Molke -- Molkerei/ Käserei Clostridium acetobutylicum (Inokulum) 3650 eigene Herstellung Hefeextrakt 876 90,51 Chemie-industrie Summe (35% d. Kg-Preises) 31,67 aufgrund Großabnahme Einsparung von etwa 65 % des Kilopreises möglich

18 Produktionskosten Energieverbrauch Energie(rück)gewinn Fermenter
Analytik (pH-Meter, Photometer, Abgasanalytik…) Pumpen Destillationskolonne Kristallisationsanlage Zentrifuge Laborgeräte Brutschränke Wärmeplatten Cleanbanch Allg. Stromkosten (Licht, Heizung, EDV…) Wärmetauscher Biogasrückführung

19 Energiefluss

20 allgemeine Annahmen - Strompreis: 15 Cent/kWh - jährliche Laufzeit der Geräte: 8640 h/a  ausgehend von 120 Durchläufen - Kapazität der Wärmetauscher 50% - Energiebedarf Präfermenter: 150 kWh/l/d Fermenter: 410 kWh/l/d

21 Energiebedarf [kWh/I/d] Gesamt Energiebedarf [kWh/a]
Energiebedarf Vorbereitung Gerät Faktor Energiebedarf [kWh/I/d] Gesamt Energiebedarf [kWh/a] Gesamtkosten [€/a] Präfermenter [100l] 1 150 1,3*10^6 1,94*10^5 Präfermenter [20000l] 150  1,08*10^9 1,62*10^8 Präfermenter [40000l] 10 2,16*10^10 3,24*10^9

22 Energiebedarf Fermentation
Gerät Faktor Energiebedarf [kWh] Gesamt Energiebe-darf [kWh/a] Gesamt-Kosten [€/a] Analytik* 20 0,024 4147,2 62.208 Fermenter 0,410 1,7*10^10 2,6*10^9 Gaspumpen 7,500 1,3*10^6 1,94*10^7 *O2/CO2-, Oxygen-, Methanol, Methansensoren

23 Energiebedarf DSP Gerät Energie-bedarf [kWh/t] Masse [t/a]
Gesamt Energiebedarf [kWh/a] Gesamt-Kosten [€/a] Zentrifuge 32,00 2820 2,76*10^5 4,14*10^4 Rektifikations-kolonne 2540 8,76*10^5 2,22*10^9 3,34*10^8 Kristallisations-apparatur 10950 5,48*10^9 8,21*10^8

24 Energie-gewinn [kWh/a] Gesamt Energiegewinn [kWh/a]
Energierückgewinn Gerät Faktor Energie-gewinn [kWh/a] Kapazität [m³] Gesamt Energiegewinn [kWh/a] Wärmetauscher 20 4,25*10^8 50% 8,50*10^9 Wärmetauscher RK 1 1,11*10^9 Biogas-produktion 2,4 [kWh/m³ Biogas] 4,32*10^7 1,04*10^8

25 Gesamter Energiebedarf [kWh/a]
Gesamtenergiebilanz Gesamter Energiebedarf [kWh/a] Gesamter Rückgewinn [kWh/a] Rest-Energiebedarf Summe [€/a] 4,75*10^10 9,68*10^9 3,78*10^10 5,67*10^9 100% ~ 20,4% ~ 79,6% € bei 0,06 cent/kwh

26 Vertriebskosten Produkte Menge in t pro Jahr Preis in € pro t
Preis in € pro Jahr Abnehmer Aceton (99%) 851,42 1219 Chemieindustrie Butanol (95%) 10.012,92 2445 Ethanol (96%) 255,43 1218 Autoindustrie Essigsäure (82%) 291,92 1165 Lebensmittel- industrie Buttersäure (97%) ~ 2890 Kunststoffindustrie

27 Recycling oder Verkauf
Entsorgungskosten Recycling oder Verkauf Grundpreis Insgesamt in € Biomasse 74€ / t Biogas Rückführung - Wasserstoff 0,50 € / L Entsorgungsposten Grundpreis Insgesamt in € Abwasser 2,39 € / m3 ,9 Überschussschlamm 300 € / t ,5 Kohlenstoffdioxid 38 € / t

28 Produkte inkl. 3% Verlust
Kosten- Gewinn Posten Preis in € Kosten Beschaffung Energie Entsorgung Umsatz Produkte Produkte inkl. 3% Verlust Summe Minimierung des Produktumsatzes um etwa 3% aufgrund eventueller Verluste beim DSP

29 Kosten- Gewinn Kosten Umsatz

30 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 