{"id":115543,"date":"2022-09-16T07:08:00","date_gmt":"2022-09-16T05:08:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=115543"},"modified":"2022-09-13T10:00:57","modified_gmt":"2022-09-13T08:00:57","slug":"grune-klebstoffe-aus-molke","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/grune-klebstoffe-aus-molke\/","title":{"rendered":"Gr\u00fcne Klebstoffe aus Molke"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Das Ethylacetat kann beispielsweise f\u00fcr die Herstellung umweltfreundlicher Klebstoffe verwendet werden und ersetzt damit Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen. Auch die aufwendige Entsorgung der bei der Molke-Verarbeitung entstehenden Melasse wird damit \u00fcberfl\u00fcssig.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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Nach der Fermentation der Melasse im Bioreaktor wird das entstandene Gas-Dampfgemisch durch ein Membranmodul geleitet und das wertvolle Ethylacetat abgetrennt. \u00a9 Fraunhofer IKTS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

In der Milchindustrie fallen t\u00e4glich gro\u00dfe Mengen Molke als Nebenprodukt an. Allein in Deutschland sind das Jahr f\u00fcr Jahr 12,6 Millionen Tonnen. So entstehen bei der Herstellung eines Kilogramms K\u00e4se beispielsweise neun Kilogramm Molke. Diese wird teilweise weiterverarbeitet, etwa zu Trinkmolke mit Fruchtzusatz oder anderen Mischgetr\u00e4nken. Trennt man die in der Molke enthaltenen Proteine und Laktose ab, lassen sich diese ebenfalls nutzen, etwa als Rohstoff in der Pharmazie oder auch in Babynahrung. Doch nach Abtrennung von Proteinen und Laktose bleibt eine Melasse zur\u00fcck. Deren Entsorgung ist aufgrund des relativ hohen Salzgehalts sehr aufwendig und teuer.<\/p>\n\n\n\n

Nun haben Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf gemeinsam mit der Technischen Universit\u00e4t Dresden ein Verfahren entwickelt, bei dem aus der Melasse wertvolles Ethylacetat (Essigs\u00e4ureethylester) \u2013 ein farbloses L\u00f6sungsmittel \u2013 gewonnen wird. So kommt es vielfach bei der Herstellung von Klebstoffen, Druckfarben oder Lacken zum Einsatz. Daneben kann das L\u00f6sungsmittel zur Reinigung von Oberfl\u00e4chen eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Bisher wird Ethylacetat aus Erdgas und Erd\u00f6lderivaten erzeugt. Das Ethylacetat aus der Molke ist dagegen ein Produkt, das wegen seiner leichten mikrobiellen Abbaubarkeit den umweltsch\u00e4dlichen L\u00f6sungsmitteln deutlich \u00fcberlegen und zudem unabh\u00e4ngig von den Preisschwankungen bei Erdgas und Erd\u00f6l ist. Ein weiterer Vorteil: Das von der TU Dresden und dem Fraunhofer IKTS entwickelte Verfahren macht die aufwendige Entsorgung der Melasse \u00fcberfl\u00fcssig. Das abgeschiedene Ethylacetat bietet einen hohen Reinheitsgrad von 97,5 % und l\u00e4sst sich damit ohne weitere Bearbeitungsschritte sofort als Rohstoff nutzen.
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Fermentieren der Melasse und Trennung in der Membran<\/h3>\n\n\n\n
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Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer Kompositmembran. Durch die nur 0,5 nm gro\u00dfen Poren der Zeolithschicht diffundieren die Ethylacetat-Molek\u00fcle auf die andere Seite der Membran. \u00a9 Fraunhofer IKTS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Der Trennungsprozess ist im Prinzip nicht kompliziert. Im ersten Schritt wird die Melasse im Bioreaktor fermentiert. Der Reaktor wird dabei bel\u00fcftet, um aerobe Bedingungen einzustellen. Es entsteht ein Gas-Dampfgemisch, das als Bestandteil Ethylacetat enth\u00e4lt. Dieses wird nun durch spezielle Kompositmembranen abgetrennt. \u00bbAls Abfallprodukt bleibt ein Gas-Wasserdampfgemisch zur\u00fcck, das problemlos in die Umwelt abgegeben werden kann\u00ab, sagt Dr. Marcus Weyd, Leiter der Gruppe Membranverfahrenstechnik und Modellierung.<\/p>\n\n\n\n

Bei der Entwicklung der Membran konnten die Forschenden des Fraunhofer IKTS ihre inzwischen jahrzehntelange Expertise in Materialien und insbesondere mit Membrantechnologien einbringen. Bei der f\u00fcr das Verfahren neu entwickelten Kompositmem-bran werden Polymere mit anorganischen Partikeln auf Basis von Zeolith kombiniert. \u00bbAls Polymer verwenden wir fl\u00fcssigen Siliconkautschuk, der mit Zeolith (Silikalith-1) vermischt und anschlie\u00dfend auf ein st\u00fctzendes Polyestervlies aufgebracht und ausgeh\u00e4rtet wird. Die Membran ist insgesamt nur 10 \u00b5m dick, die Porengr\u00f6\u00dfe liegt bei 0,5 nm\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Thomas Hoyer, Spezialist f\u00fcr den Bereich Zeolithmembranen und Nanokomposite.<\/p>\n\n\n\n

Auch wenn die Membran mit Poren ausgestattet ist, den eigentlichen Trennvorgang, bei dem das Ethylacetat abgeschieden wird, darf man sich nicht wie in einem Sieb vorstellen. Die Trennwirkung entsteht vielmehr durch eine chemische Wechselwirkung zwischen Zeolith und Ethylacetat. <\/p>\n\n\n\n

\u00bbDie Molek\u00fcle werden durch den Zeolith adsorbiert, gleiten an den Porenoberfl\u00e4chen entlang und diffundieren so durch die Kompositmembran\u00ab, erkl\u00e4rt Hoyer<\/strong>. Es ist auch nicht n\u00f6tig, hohen Druck anzulegen, um das Ethylacetat gewisserma\u00dfen durch die Membran zu dr\u00fccken. \u00bbEs gen\u00fcgt eine gewisse Partialdruckdifferenz, um die chemische Wechselwirkung und die anschlie\u00dfende Diffusion zu initiieren.\u00ab
 <\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Verwertungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Melasse gesucht<\/h3>\n\n\n\n
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Demonstrationsanlage mit Membranmodul zur Abtrennung von Ethylacetat aus Molke-Melasse. \u00a9 Fraunhofer IKTS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Entstanden war die Idee aus einer Initiative der Technischen Universit\u00e4t Dresden heraus, die nach Verwertungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Melasse suchte und sich dabei an das Fraunhofer IKTS wandte. Das Team der TU besch\u00e4ftigte sich mit dem Fermentationsprozess, das Fraunhofer-Team k\u00fcmmerte sich um die Entwicklung und Optimierung der Membrantechnik.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbUns ist es gelungen, mit einem relativ einfachen und kosteng\u00fcnstigen Verfahren eine hochentwickelte Membran mit extrem kleinen Poren herzustellen\u00ab, fasst Weyd<\/strong> zusammen. <\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Ein praktischer Vorteil f\u00fcr Industrieunternehmen liegt in dem nur einstufigen Abtrennprozess, f\u00fcr den dementsprechend nur wenige Membran- und Steuerungsmodule ben\u00f6tigt werden. Wenn die Prozessparameter bei Fermentation und Trennung richtig eingestellt sind, l\u00e4uft der Trennvorgang von allein und stabil.<\/p>\n\n\n\n

Im n\u00e4chsten Schritt wollen die Forschenden die Gr\u00f6\u00dfe der Membranmodule skalieren, um so die Technologie f\u00fcr den industriellen Einsatz zur Verf\u00fcgung stellen zu k\u00f6nnen. Die Technologie ist nicht nur f\u00fcr die Gewinnung von Ethylacetat aus Melasse geeignet. Sie k\u00f6nnte auch \u00fcberall da zum Einsatz kommen, wo es darum geht, Gasgemische zu trennen oder leichtfl\u00fcchtige Komponenten wie Kohlenwasserstoffe herauszufiltern.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Das Ethylacetat kann beispielsweise f\u00fcr die Herstellung umweltfreundlicher Klebstoffe verwendet werden und ersetzt damit Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen. Auch die aufwendige Entsorgung der bei der Molke-Verarbeitung entstehenden Melasse wird damit \u00fcberfl\u00fcssig. In der Milchindustrie fallen t\u00e4glich gro\u00dfe Mengen Molke als Nebenprodukt an. Allein in Deutschland sind das Jahr f\u00fcr Jahr 12,6 Millionen Tonnen. So entstehen […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit der TU Dresden ein Verfahren entwickelt, bei dem aus Molke wertvolles Ethylacetat in hoher Reinheit gewonnen wird","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[13308,20985,16171,20215,15784],"supplier":[1008,20452],"class_list":["post-115543","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biobasiert","tag-ethylacetate","tag-fermentation","tag-grunechemie","tag-klebstoffe","supplier-fraunhofer-institut-fuer-keramische-technologien-und-systeme-ikts","supplier-tu-dresden"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115543","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=115543"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/115543\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=115543"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=115543"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=115543"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=115543"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}