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.
