Biodieselherstellung

Projekte BIOGO/BIODIESEL

Herstellung von Biodiesel im überkritischen Prozess

Reaktor zur Biodiesel-Herstellung
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

Reaktor zur Biodiesel-Herstellung

Biodiesel-Pilotanlage
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

Biodiesel-Pilotanlage

Biodiesel aus Pflanzenölen ist hierzulande der bekannteste Biokraftstoff und macht mit etwa 1,8 Millionen Tonnen in etwa zwei Drittel des deutschen Biokraftstoffabsatzes aus, mehrheitlich als Beimischung zum Dieselkraftstoff. Im Vergleich zu Diesel auf Mineralölbasis ist Biodiesel emissionsärmer. Er wird aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen, ist biologisch abbaubar und hat gute Schmiereigenschaften, was beim Einsatz von schwefelarmem Diesel von Vorteil ist.

Funktionsweise

Im Rahmen des Projektes sollte eine Labor-Kleinanlage entwickelt und getestet werden, die bei deutlich höheren Reaktionsgeschwindigkeiten und weiteren erwarteten Vorteilen Biodiesel in einem überkritischen Prozess aus verschiedenen Pflanzenölen und gebrauchten Speiseölen herstellen kann. 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.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Die Biodieselherstellung unter Einsatz eines heterogenen Katalysators als überkritischer Prozess wurde erstmalig in einer kontinuierlich betriebenen Komplettanlage untersucht. Durch die überkritische Prozessführung verkürzt sich die Reaktionszeit und es entfallen mehrere Prozessschritte, wie z. B. die Rückgewinnung des homogenen Katalysators. Die bei der Biodieselherstellung übliche Umesterung des Pflanzenöls erfolgt hier mit überkritischem Methanol. An Stelle der sonst eingesetzten homogenen Katalysatoren setzen wir auf innovative heterogene Katalysatoren, die als Beschichtung in mikroskaligen Reaktoren aufgebracht werden. Dank des neuen Konzeptes erhöht sich die Reaktionsgeschwindigkeit der Umesterung, die Baugröße des Reaktors sowie der Wasserverbrauch verringern sich, gleichzeitig sinkt die Empfindlichkeit des Prozesses gegen Wasserspuren im Feed. Der geringere Bedarf an Methanol, die höhere Reinheit des Nebenproduktes Glycerin und die große Langzeitstabilität des Katalysators sind weitere Vorzüge. Ersetzt man Methanol durch Ethanol, kann die ohnehin schon verbesserte Umweltverträglichkeit noch weiter gesteigert werden. Obwohl der Prozess bei hohen Drücken und Temperaturen abläuft, liegt der  Gesamtenergieverbrauch aufgrund der Prozessoptimierung signifikant unter den Werten des herkömmlichen Verfahrens. Wir entwickelten die Anlage, das Verfahren und den neuartigen Katalysator und führten Tests mit verschiedenen Pflanzenölen, z. B. auch gebrauchten Speiseölen, durch.

Unser F&E Angebot

Wir entwickeln mit unseren Kunden dezentralisierte Anlagen, die vor Ort und je nach Anwendungsfall ohne lange Transportwege aus Abfallstoffen Biodiesel erzeugen. Wir erforschen aber auch Konzepte zur Erzeugung von Basischemikalien wie Methanol und höheren Alkoholen sowie zur Herstellung von Treibstoffen aus regenerativen Energiequellen.

 

 

Gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.  Das Projekt wurde aus Mitteln des Energie- und Klimafonds der Bundesregierung über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR, FKZ: 22400111) gefördert.