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Verbundvorhaben: Einsatz der Hochleistungs-Sequencing-Batch-Reaktor-Technologie sowie der Pervaporation mit hydrophoben Zeolithmembranen zur effektiven und energiesparenden Bioethanolerzeugung; Teilvorhaben 4: Pervaporation
Projekt
Förderkennzeichen: 22006508
Laufzeit: 01.07.2010
- 30.06.2012
Fördersumme: 344.865 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Im Rahmen des vorgesehenen Forschungsvorhabens soll ein neues Verfahren zur energetisch effizienten Erzeugung von Bioethanol entwickelt werden. Im Fokus der Arbeiten des HITK steht die Aufarbeitung und Reinigung des Ethanols aus den ethanolhaltigen Produktströmen durch Pervaporation mit hydrophoben, ethanolselektiven ZSM-5 Zeolithmembranen. Den ethanolhaltigen Produktströmen des HSBR-Fermentation wird mit diesen Membranen ein angereichertes Ethanol-Wasser-Gemisch entzogen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen stehen die systematische Untersuchung des Foulingverhaltens und die Weiterentwicklung der Membranen und des PV-Prozesses. Die am HITK durchzuführenden Arbeiten können in 5 Unterpunkte eingeteilt werden: 1. Untersuchung des Membranfoulings mit realen Produktströmen der HSBR-Fermentation, 2. die Entwicklung an diese Gemische angepasster Membranen, 3. die Entwicklung größerer Filterelemente, 4. die ausführliche Charakterisierung dieser Filterelemente durch Trennexperimente und alternative Testverfahren und 5. die Verfahrensentwicklung der Pervaporation mit Zeolithmembranen an realen Produktströmen. Neben den großen zentralen Anlagen entsteht eine Vielzahl von kleineren Anlagen zur Bioethanolherstellung, z. T. in Kopplung mit Biogasanlagen. Speziell für diese Anlagen kann die Verwendung von Membranverfahren von Vorteil sein. Im Gegensatz zur konventionellen Destillation/Rektifikation kann hier auf die Verwendung von Dampf verzichtet werden. Im Falle einer späteren erfolgreichen Überführung der ZSM-5 Zeolithmembranen in die Produktion eines Keramikherstellers würde sich bei einer mittleren Permeatleistung von 2 l/(m²h) und einer Anlagenkapazität von 250 m³/Jahr ein Membranbedarf von ca. 16 m² pro Anlage ergeben. Geht man davon aus, dass nur 10 % des in Deutschland benötigten Ethanols (5 % Beimengung, 150.000 m³/Jahr) in dezentralen, mit keramischen Membranen bestückten Anlagen produziert werden, bedeutet dies einen theoretischen Membranbedarf von 9375 m².
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik
- Nachwachsende Rohstoffe
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
