Zukunfts­wei­sen­des Recycling

Rest­stof­fe aus der Mol­ken­ver­ede­lung wur­den bis­lang ener­gie- und kos­ten­in­ten­siv ent­sorgt. Dabei ent­hal­ten die­se Abfäl­le wert­vol­le Inhalts­stof­fe. For­schern des Fraun­ho­fer IKTS gelang nun in enger Koope­ra­ti­on mit der Sach­sen­milch Lep­pers­dorf GmbH und der wks Tech­nik GmbH Dres­den der labor­tech­ni­sche Nach­weis eines neu­ar­ti­gen Ver­fah­rens, mit dem die­se Rest­stof­fe nahe­zu voll­stän­dig recy­celt werden.

Seit eini­gen Jah­ren wird bei der Sach­sen­milch Lep­pers­dorf GmbH – einer Toch­ter der Unter­neh­mens­grup­pe Theo Mül­ler – aus Rest­stof­fen der Mol­ken­ver­ar­bei­tung Bio­etha­nol gewon­nen. Nach der alko­ho­li­schen Gärung und Destil­la­ti­on der soge­nann­ten Melas­se bleibt neben Bio-Sprit eine Schlem­pe zurück, die bis­lang auf­wen­dig ent­sorgt wur­de. Deren wert­vol­le Inhalts­stof­fe sind zum Weg­wer­fen viel zu scha­de. Bis­her fehl­ten jedoch tech­ni­sche Lösun­gen zur wei­te­ren Nutzung.

André Wuf­ka, Wis­sen­schaft­ler des Fraun­ho­fer-Insti­tuts für Kera­mi­sche Tech­no­lo­gien und Sys­te­me IKTS, hat gemein­sam mit den Part­nern aus Lep­pers­dorf und der wks Tech­nik GmbH eine effi­zi­en­te ver­fah­rens­tech­ni­sche Lösung ent­wi­ckelt, mit der die Schlem­pe erst­mals stoff­lich und ener­ge­tisch nahe­zu voll­stän­dig ver­wer­tet wer­den kann. Das in knapp drei­jäh­ri­ger Ent­wick­lungs­ar­beit rea­li­sier­te Ver­fah­ren wur­de am 4. Mai 2017 mit dem „agra-Preis der Inno­va­ti­on“ in der Kate­go­rie Ernäh­rungs­wirt­schaft ausgezeichnet.

Vom Rest­stoff zum Trinkwasser

Das Ver­fah­ren zur Ver­ar­bei­tung der Schlem­pe ist mehr­stu­fig auf­ge­baut. Orga­ni­sche Bestand­tei­le wer­den zunächst in einem pro­zess- und ver­fah­rens­tech­nisch opti­mier­ten Anae­rob-Reak­tor abge­baut und zu ener­gie­rei­chem Bio­gas kon­ver­tiert. Im Gär­rest ent­hal­te­ne Nähr­stof­fe, wie Stick­stoff oder für Nutz­pflan­zen lebens­wich­ti­ger Phos­phor, kön­nen anschlie­ßend durch die nass­che­mi­sche Magne­si­um-Ammo­ni­um-Phos­phat-Fäl­lung in einen hoch­wer­ti­gen und gut pflan­zen­ver­füg­ba­ren Lang­zeit­dün­ger über­führt werden.

Aus der Rest­flüs­sig­keit wird mit kera­mi­schen Nano­fil­tra­ti­ons­mem­bra­nen – ent­wi­ckelt am Fraun­ho­fer IKTS – die soge­nann­te Klar­pha­se her­aus­ge­fil­tert. Die dar­in ver­blie­be­nen Sal­ze wer­den durch einen anschlie­ßen­den Oxi­da­ti­ons­schritt und einer Umkehr­os­mo­se-Stu­fe effek­tiv ent­fernt. Im Ergeb­nis liegt Was­ser vor, das höchs­ten Qua­li­täts­an­for­de­run­gen nach der Trink­was­ser­ver­ord­nung entspricht.

„Die über­wie­gend flüs­si­gen Bestand­tei­le der Schlem­pe kön­nen mit unse­rem Ver­fah­ren zu nutz­ba­rem Was­ser auf­be­rei­tet wer­den und im Pro­duk­ti­ons­pro­zess als Frisch­was­ser­er­satz Ver­wen­dung fin­den“, erläu­tert André Wufka.

Kreis­lauf­schlie­ßung für eine effi­zi­en­te­re Produktion

Die­se Pro­zess­ket­te ermög­licht die Schlie­ßung pro­duk­ti­ons­in­ter­ner Stoff- und Ener­gie­kreis­läu­fe. Neben dem zurück­ge­won­ne­nen Was­ser und der Erzeu­gung rege­ne­ra­ti­ver Ener­gie leis­tet das Ver­fah­ren auch einen wich­ti­gen Bei­trag zum Recy­cling des wert­vol­len Phosphors.

„Für alle Part­ner bedeu­tet die­ser Preis eine Aus­zeich­nung für die ziel­stre­bi­ge und erfolg­rei­che Zusam­men­ar­beit und ist gleich­zei­tig Ansporn, den ein­ge­schla­ge­nen Weg auch in Zukunft wei­ter­zu­ge­hen“, berich­tet der Preisträger.

Das Vor­ha­ben wur­de geför­dert durch das Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Ernäh­rung und Land­wirt­schaft BMEL auf­grund eines Beschlus­ses des Deut­schen Bundestages.