03/11/2011

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Biodiesel herstellen unter überkritischen Bedingungen

Neues Verfahren verspricht Effizienzsteigerung, Umweltvorteile und Kostenreduktion – Laboranlage soll Nachweis erbringen

Unter überkritischen Bedingungen Biodiesel herzustellen, das ist das Ziel des Instituts für Mikrotechnik Mainz (IMM), des Pflanzen-Energie-Zentrums Hunsrück und der Ölmühle Karl Düngenheim. Das Projekt wird seit Juli 2011 aus Mitteln des Energie- und Klimafonds der Bundesregierung über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Bis Mitte 2014 soll eine Labor-Kleinanlage entwickelt und getestet werden, die bei deutlich höheren Reaktionsgeschwindigkeiten und weiteren erwarteten Vorteilen Biodiesel aus verschiedenen Pflanzenölen herstellen könnte.


Für die Entwicklung der Anlage, des Verfahrens und der neuartigen Katalysatortechnik ist das IMM verantwortlich. Das Pflanzen-Energie-Zentrum Hunsrück und die Ölmühle Karl Düngenheim führen Tests mit Altfetten und verschiedenen Pflanzenölen, zum Beispiel Raps-, Sonnenblumen- und Leindotteröl durch.

Informationen zu den Bioenergie-Förderschwerpunkten im Energie- und Klimafonds stehen hier bereit: http://www.nachwachsenderohstoffe.de/projekte-foerderung/energie-und-klimafonds/.

Überkritisch – das ist jener thermodynamische Zustand, den Stoffe ab einer bestimmten Konstellation von Temperatur und Druck annehmen und bei dem die Eigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen ohne Phasentrennung ineinander übergehen. In dem jetzt gestarteten Projekt soll die bei der Biodieselherstellung übliche Umesterung des Pflanzenöls mit überkritischem Methanol erfolgen. An Stelle der sonst eingesetzten flüssigen Reaktionsbeschleuniger will IMM innovative heterogene Katalysatoren verwenden, die als Beschichtung in mikroskaligen Reaktoren aufgebracht werden.

Damit betreten die drei Einrichtungen Neuland in der Biodieselproduktion. Unter Einsatz eines heterogenen Katalysators ist der überkritische Prozess bisher in einer kontinuierlich betriebenen Komplettanlage noch nicht untersucht. Die Forscher erhoffen sich gleich mehrere Vorteile von dem neuen Ansatz: Wenn alles nach Plan verläuft, verkürzt sich die Reaktionszeit und mehrere Prozessschritte, wie zum Beispiel die Rückgewinnung des Katalysators, können entfallen. Mittels der vorliegenden Konzeption erhöhen sich die Umesterungsraten, die Baugröße des Reaktors sowie der Wasserverbrauch verringern sich, gleichzeitig sinkt die Empfindlichkeit des Prozesses gegen Wasserspuren im Rohmaterial. Auch der geringere Bedarf an Methanol, die höhere Reinheit des Nebenproduktes Glycerins und die große Langzeitstabilität des Katalysators sind weitere der erwarteten Vorzüge. Es soll außerdem versucht werden, das Methanol durch Ethanol zu ersetzen. Dies würde die ohnehin schon verbesserte Umweltverträglichkeit noch weiter steigern. Der Prozess erfordert zwar hohe Drücke und Temperaturen, dennoch soll der Gesamtenergieverbrauch aufgrund der Prozessoptimierung signifikant unter dem herkömmlicher Verfahren liegen. Wirtschaftlich bietet das überkritische Verfahren, entsprechend der beschriebenen Optimierungsschritte, große Potenziale.

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