Biokraftstoff: Tank oder Teller – oder beides!

Bei der Lagerung der Vinasse in sogenannten anaeroben Lagunen entstehenden die Treibhausgase Methan und Stickoxid./ Pressebild: Weber Ultrasonics GmbH
Bei der Lagerung der Vinasse in sogenannten anaeroben Lagunen entstehenden die Treibhausgase Methan und Stickoxid./ Pressebild: Weber Ultrasonics GmbH

Vin2Food – Nahrungsmittel- und Energieproduktion im Einklang

Biokraftstoffe tragen einerseits zur Energiesicherheit und Ressourceneffizienz bei, andererseits sind sie stark umstritten.

(WK-intern) – Vor allem, weil für den Anbau der Rohstoffe Flächen genutzt werden, auf denen auch Lebensmittel angebaut werden könnten.

Ein weiterer Grund sind durch teilweise kritische Bioethanolnebenprodukte (Vinasse/Schlempe) ausgelöste Umweltbelastungen. Eine Lösung für diese Probleme stellt das Vin2Food-Verfahren dar. Es nutzt die organischen und anorganischen Bestandteile dieser Nebenprodukte, um hochwertiges Fischfutter zu produzieren. Vin2Food ermöglicht damit nicht nur eine ökologisch sinnvolle und ökonomisch attraktive Nutzung der Vinasse, sondern leistet auch einen Beitrag zur Ernährungssicherheit.

In zahlreichen Staaten ist die Nutzung von Agrarflächen und -rohstoffen für die Produktion von Biokraftstoffen inzwischen lohnender als für Lebensmittel. Betroffen davon sind insbesondere Länder mit starkem Bevölkerungswachstum und Nahrungsknappheit. Biokraftstoffe geraten dadurch zunehmend in die Kritik. Neben der Flächenkonkurrenz spielt hier die bei der Produktion von Bioethanol verursachte Umweltbelastung eine Rolle. Diese ergibt sich in erster Linie durch Beimischung von Hefen und Säuren, die für die Fermentation des zuckerhaltigen Saftes erforderlich sind. Problematisch ist: Die Rückstände aus dem Herstellungsprozess – die sogenannte Vinasse – sind unbehandelt schädlich für die Umwelt. Und deren Aufkommen ist enorm. Pro Hektar Fläche Zuckerrohr werden rund 7.000 Liter Ethanol gewonnen und zirka 84.000 Liter Vinasse produziert. Dieses Nebenprodukt kann zwar als Dünger verwendet werden, allerdings führen nicht nachhaltige Dünge- und Entsorgungsstrategien zu einer Übersäuerung des Bodens. Ein weiterer Aspekt sind die durch die Lagerung der Vinasse in sogenannten anaeroben Lagunen entstehenden Treibhausgase Methan und Stickoxid.
Ein anderer Weg, sich der Vinasse zu entledigen ist, sie auf etwa ein Drittel ihres ursprünglichen Volumens einzudicken. Dafür sind millionenteure Anlagentechnik und jede Menge Energie erforderlich. Sie dient als Bestandteil von Dünger oder Futtermitteln (DDGS), wofür die eingedickte Vinasse energieintensiv zu entsprechenden Herstellern transportiert und dort verarbeitet wird – ein kostspieliges Entsorgungskonzept.

Vinasse nachhaltig nutzen statt kostspielig entsorgen
Mit Vin2Food (Vinasse für hochwertige Futter- und Nahrungsmittelproduktion durch Zooplankton und Mikroalgen) hat Weber Ultrasonics ein industrielles Verfahren zur nachhaltigen und wirtschaftlich attraktiven Verwertung der Vinasse als Rohstoff entwickelt. Dabei werden sowohl die organischen als auch die anorganischen Bestandteile des Nebenprodukts genutzt. Das Ultraschall-basierte Verfahren zielt darauf ab, die aus dem verstärkten Anbau von Energiepflanzen resultierenden sozialen und ökologischen Auswirkungen zu reduzieren. Gleichzeitig möchte es bei der Harmonisierung der Ziele der Nahrungsmittel- sowie Energieproduktion einen Beitrag zur Ernährungssicherung der Weltbevölkerung leisten.

Flexibles Anlagenkonzept
Vin2Food-Anlagen werden idealerweise in direkter Nachbarschaft zu einem Bioethanolwerk aufgebaut. Die für den Produktionsprozess erforderliche Energie lässt sich teilweise durch Photovoltaikmodule gewinnen.
Die Produktion der Plankton-Biomasse erfolgt in vier Schritten:
Beim Einleiten der Roh-Vinasse erfolgt eine Beschallung mit dem speziell von Weber Ultrasonics dafür entwickelten Ultraschallsystem VinPush 5000. Es handelt sich dabei um mehrfrequenten Ultraschall, der die in der Vinasse befindlichen organischen Bestandteile (z. B. Hefen) durch physikalisch-mechanische und sonochemische Effekte für die Fütterung des Zooplanktons nutzbar macht.
In Schritt zwei wird die nährstoffreiche Flüssigkeit der Algenproduktion zugeführt. Die in der Flüssigkeit enthaltenen Mineralsalze regen die Algen zum Wachstum an. Gleichzeitig wird das bei der Bioethanolherstellung entstandene CO2 für die Kultivierung der Mikroalgen eingesetzt. Dies leistet einen Beitrag zur Kohlenstoffdioxid-Fixierung.
Schritt drei besteht aus der Fütterung des Zooplanktons mit den gezüchteten Mikroalgen.
Im letzten Schritt werden die im Zooplankton-Becken vorhandenen Algen und das Zooplankton, also die Biomasse, geerntet.

Wirtschaftlich attraktive Verwertung als Fischfutter
Das im Vin2Food-Prozess gewonnene Zooplankton lässt sich zu Fischmehl verarbeiten beziehungsweise als Lebend-Fischfutter in der Garnelenzucht nutzen und leistet somit einen Beitrag, der Überfischung der Weltmeere entgegenzuwirken. Eine Aufgabe, die Aquakulturen zugedacht ist. Doch damit die künstliche Aufzucht der Fische gelingt, sind sehr große Mengen Nährstoffe erforderlich. Diese können durch die ausschließliche Verarbeitung von „Fischabfällen“ nicht aufgebracht werden. Beim Vergleich der Preise für eine Tonne Fischmehl und für dieselbe Menge eingedickte Vinasse wird schnell deutlich, dass die Verarbeitung von Vinasse zu Biomasse nicht nur eine nachhaltige und ernährungswirtschaftlich sinnvolle, sondern auch ökonomisch attraktive Alternative ist.

PM: Weber Ultrasonics GmbH

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