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Biogas

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BIODIESEL- / ALKOHOLANLAGEN

 

1. 1.   Der Rohstoff für Biodiesel

Biodiesel (Pflanzenöl-Methyl-Ester, kurz PME) wird vornehmlich aus Pflanzenöl (Rapsöl, Sonnenblumenöl, Oliven) hergestellt, also aus nachwachsen Rohstoffen. In der Ölmühle wird aus der Rapssaat Öl gewonnen.

   
Bilder: Raps in verschiedenen Phasen

Diese äußerst umweltfreundliche Alternative aus heimischen Ressourcen ist eine hervorragende Alternative zu Mineralöl-Diesel. Mit Biodiesel können fast alle modernen Dieselfahrzeuge uneingeschränkt betrieben werden. Kontrolliert hergestellter Biodiesel ist ein hervorragende Dieselkraftstoff, fast ohne Schwefel, mit 90 % weniger CO2 Emissionen und bester Schmierfähigkeit. Die Rückstände gehen als Presskuchen bzw. Extraktionsschrot zu Weltmarktpreisen in die Futtermittelindustrie oder alternativ in eine Fermentationsanlage (Biogas) zur Energieerzeugung. Das Öl steht für die technische Weiterverarbeitung zur Verfügung (Biodiesel-Herstellung).

 

Schema: Herstellung von Biodiesel

 

1.2.     Herstellung

Biodiesel, chemisch ausgedrückt: Fettsäuremethylester, entsteht durch eine einfache chemische Reaktion, bei der dem Pflanzenöl ein Katalysator (Methylalkohol (Methanol)) zugegeben wird.

 Schema: Aus Pflanzenöl (Triglyzerid) wird durch Veresterung Biodiesel (Fettsäuremethylester) hergestellt.

 Der dreiwertige Alkohol Glyzerin wird von den Fettsäureketten getrennt, die sich dann mit jeweils einem Methylalkohol-Molekül verbinden.

 

 

Natürlich läuft auch diese Reaktion entsprechend den chemischen Prozessen nicht "ideal" ab, d.h. neben den gewünschten Produkten Glyzerin und Biodiesel entstehen auch Verunreinigungen, die durch entsprechende Reinigungsschritte entfernt werden.

Der durch unsere Anlagen hergestellte Biodiesel entspricht der europäischen DIN Norm, E DIN 51606.

 

Weiterhin wird Rapsöl auch für die Herstellung von Hydraulikölen, Verlustschmierstoffen und von der Oleochemie eingesetzt.

 

 

1.3.     Eigenschaften von Biodiesel 

  • Pflanzenölkraftstoffe belasten die Umwelt weniger durch klimawirksame Schadstoffe.

  • Kraftstoffe auf Pflanzenölbasis haben eine positive Energiebilanz. (Gespeicherte Sonnenenergie > Energie zur Herstellung)

  • Ölpflanzen reduzieren Stickstoff-Auswaschungen im Boden aufgrund starker Durchwurzelung und guter Nährstoffnutzung. (Verbesserung der Bodengare)

  

2.      Alkohol


2.1.     Alkohol- / Äthanolgewinnung aus Grünmasse

            

Äthanol ist ein hochwertiger Brennstoff bzw. Kraftstoff. Die Gewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen birgt somit hohes wirtschaftliches Potential. 

Charakteristisch für diesen Stoff ist seine hohe Verdampfungswärme (gute Innenkühlung in Anlagen), sein hoher Sauerstoffgehalt (bewirkt eine intensivere Verbrennung – setzt dabei aber weniger Schadstoffe frei als beispielsweise Benzin) und seine gegenüber herkömmlichem Treibstoff höher anzusetzende Octanzahl.

Angesichts dieser Charakteristika wird der eigentliche Nutzen nun deutlich, denn Äthanol ist im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen und in seiner Gewinnung verfahrenstechnisch preiswerter.

 

 

2.2.     Beschreibung

 

Das Verfahren der Alkoholgewinnung aus Biomasse beruht auf zwei Verfahrensteilen: Vergärung (Hefegärung) und Destillation. Rohstoff zur Gewinnung ist Biomasse (Gras, Stroh, Holzabfälle, Kartoffeln, Getreide etc.). Unterschieden wird zwischen stärkehaltiger Biomasse (Kartoffeln, Getreide u.ä.) und nicht stärkehaltiger Biomasse (Gras, Stroh etc.).

 

Für die Verarbeitung von nicht stärkehaltiger Biomasse muß diese erst in einem vorgeschalteten Prozess zu Zucker und Stärke aufgespalten werden. Das Prinzip beruht darauf, das Material erst zu zerkleinern und dann unter hohem Druck und hoher Temperatur bei gleichzeitigem Sauerstoffausschluß in Zucker und Stärke aufzuspalten.

Auf diesen Bereich konzentriert sich hier die weitere Forschung, da dies prinzipiell bereits zwar möglich ist mit Hilfe des Stream-Reformers (Hydrolyse), aber dieses Verfahren Entwicklungspotential bietet.

 

Aus den beiden Bestandteilen Stärke und Zucker gewinnt man den Alkohol erst über Vergärung (Material unter Zugabe von Hefe mehrere Tage lagern), wobei das Endmaterial hier nun Maische genannt wird. Das hier entstehende Nebenprodukt Kohlendioxid kann über den Gasreformer verwertet werden.

Letzter Schritt ist die Destillation der Maische, wobei die Maische erhitzt wird, der entstehende Dampf aufsteigt und letztlich der Alkohol abgeschieden wird aufgrund der niedrigeren Verdampfungstemperatur ( 78°C).

 

Der Rückstand aus der Destillation wird als Schlempe bezeichnet. Die Schlempe wird in der Biogasanlage vergärt und liefert hier nun Energie über die Verwertung des entstehenden Methangases.

So können alle hier entstehenden Komponenten der Verwertung zugeführt werden. Dieser Faktor beeinflusst sowohl die Wirtschaftlichkeit als auch die enorme Umweltverträglichkeit.

 

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