03/2012, Abgeschlossene Projekte

Integrierter Jatropha curcas Entkapselungs-, Entschälungs-, Entölungs- und Entgiftungsprozess zur effizienten Produktion von hochwertigem Designer-Proteinfutter und Pflanzenöl

  • Förderprogramm: KMU-Innovativ (BMBF), Verbundvorhaben Ressourceneffizienz
  • Bearbeitungszeitraum: 01.03.2012 – 31.05.2014
  • Projektpartner:

JatroSolutions GmbH,

Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik

Ausgangslage:

Jatropha curcas ist eine Pflanze, die sehr genügsam und selbst in trockenen Savannengebieten anbaubar ist. Das Öl der Samen kann man zum Betrieb von Generatoren nutzen, den restlichen Presskuchen als natürlichen Dünger. Jatropha curcas ist wegen toxischer Pflanzeninhaltsstoffe nicht essbar und konkurriert nicht mit der Verwendung als Lebens- oder Futtermittel.

Ziele:

71 bildAus den Kernen der Jatropha soll qualitativ hochwertiges Öl und gut verwertbares Designerfuttermittel ressourceneffizient produziert werden. In einer multifunktionalen Prozesskette sollen hierbei die Entkapselung von Jatropha-Früchten, die Entschälung der Samen, die Ölgewinnung aus den Kernen durch Matrixpressung und die Entgiftung des resultierenden Designerfutters integriert werden. Um außerdem das Nutzungspotential der dabei anfallenden Nebenprodukte voll auszuschöpfen und damit die Wertschöpfung zu steigern, sollen zusätzlich ein neuer laborgeprüfter Prozess zur enzymgestützten Öl- und Proteinextraktion, sowie ein Prozess zur Extraktion von Phorbolestern (PE) optimiert und hochskaliert werden. Desweiteren wird die Eignung von PE als Wirkstoff in Biopestiziden getestet, deren Anwendung sowohl in ökologischen als auch in konventionellen Anbausystemen in Frage kommen könnte. Ein weiteres Ziel ist, die ideale Pelletierungs- und Verbrennungstechnologie sowie geeignete Prozessparameter zu ermitteln, um aus den Frucht- und Samenschalen Brennstoff-Pellets produzieren zu können, die den derzeitigen gesetzlichen Anforderungen entsprechen.

Ergebnisse:

Das Projekt ist erfolgreich abgeschlossen.
Der laborgeprüfte Entgiftungsprozess wurde erfolgreich hochskaliert. Unter Pilot-Bedingungen wurden die Matrix-Presskuchen durch zweistufige Extraktionsverfahren vollständig detoxifiziert und entsprechend konnten die Trypsin-Inhibitoren im Matrix-Presskuchen durch eine Feucht-Wärme-Behandlung komplett inaktiviert werden.
Der laborgeprüfte Prozess zur Isolierung von Phorbolestern aus Jatrophaöl wurde erfolgreich auf den Pilotmaßstab übertragen. Die im Labormaßstab realisierte PE-Ausbeute und eine fünffach größere PE-Konzentration des Produktes (Phorbolester angereicherte Fraktion PEEF (aus dem englischen phorbol ester enriched fraction)) wurden erreicht. Wesentliche Einflussfaktoren sowohl auf die Phorbolester-Ausbeute als auch die Phorbolester-Konzentration im Endprodukt stellen sich der PE-Gehalt des Jatropha-Rohpressöls sowie die Ölaufbereitung und die Phasenseparation dar. Durch eine Wachsseparation kann sich die PE-Konzentration im Endprodukt um ca. 30% erhöhen. Der laborgeprüfte Prozess zur Aufreinigung von PEEF in einer Chromatographiesäule wurde auf den Pilotmaßstab erfolgreich übertragen. Eine dreifache Aufkonzentrierung der Phorbolester wurde erreicht.
Die Ergebnisse aus der wässrigen enzymgestützten Öl- und Proteinextraktion zeigen, dass ein Upscaling zwar möglich ist, aber mit Einbußen in Ölausbeute. Um ca. 20 % liegt die Ölausbeute niedriger. Aus den Experimenten stellt sich klar heraus, dass freies Öl sehr unausreichend gewonnen werden kann. Somit wird dieses Verfahren derzeit noch nicht als „anwendungsfähig“ angesehen.

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