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

Ad-ministration Produktion Vertrieb

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

Logistik Definition Die Logistik umfasst die Organisation, Bereitstellung, Steuerung und Optimierung von Prozessen der Güter-, Informations-, Energie-, Geld- und Personenströme betreffend Produktion und Lieferung.

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

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

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 1.020.000 Hefeextrakt 4,8 96 11.520

Produktionslogistik Schaubild kurze Betriebswege

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

Überblick

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.

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

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

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

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

Kostenplan Ausgaben + Einnahmen laufend Beschaffung Produktion Vertrieb Entsorgung fix

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 1.020.000 -- Molkerei/ Käserei Clostridium acetobutylicum (Inokulum) 3650 eigene Herstellung Hefeextrakt 876 90,51 79.282.380 Chemie-industrie Summe (35% d. Kg-Preises) 1.024.526 31,67 27.750.366 aufgrund Großabnahme Einsparung von etwa 65 % des Kilopreises möglich

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  

Energiefluss

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

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

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

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 500.000 10950 5,48*10^9 8,21*10^8

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

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% 1.842.000.000€ bei 0,06 cent/kwh

Vertriebskosten Produkte Menge in t pro Jahr Preis in € pro t Preis in € pro Jahr Abnehmer Aceton (99%) 851,42 1219 1.037.881 Chemieindustrie Butanol (95%) 10.012,92 2445 24.481.589 Ethanol (96%) 255,43 1218 311.113 Autoindustrie Essigsäure (82%) 291,92 1165 340.086 Lebensmittel- industrie Buttersäure (97%) ~ 2890 738.192 Kunststoffindustrie

Recycling oder Verkauf Entsorgungskosten Recycling oder Verkauf Grundpreis Insgesamt in € Biomasse 74€ / t + 74.059.200 Biogas Rückführung - Wasserstoff 0,50 € / L + 204.000 + 74.263.200 Entsorgungsposten Grundpreis Insgesamt in € Abwasser 2,39 € / m3 - 133.555,9 Überschussschlamm 300 € / t - 73.075.153,5 Kohlenstoffdioxid 38 € / t - 912.000 - 74.120.709

Produkte inkl. 3% Verlust Kosten- Gewinn Posten Preis in € Kosten Beschaffung 27.750.366 Energie 5.670.000.000 Entsorgung 74.120.709 Umsatz Produkte 26.908.861 Produkte inkl. 3% Verlust 26.101.595 74.263.200 Summe - 5.670.699.014 Minimierung des Produktumsatzes um etwa 3% aufgrund eventueller Verluste beim DSP

Kosten- Gewinn Kosten 5.771.871.075 Umsatz 101.172.061

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