Entwicklung verfahrenstechnischer Grundlagen zur Erweiterung der Produktpalette von Biodieselproduzenten

• Förderprogramm: ZIM (BMWi)
• Laufzeit: 01.03.2009 – 31.07.2011
• Projektpartner: H.A.R.M. Biotec GmbH & Co. KG, Kamenz

Ausgangslage:

Die Biodieselproduktion hat in den letzten Jahren stetig zugenommen. Trotz dieser Entwicklung kam es in Deutschland zu einer stetigen Abnahme der Biodiesel-Produzenten, da viele kleine und mittlere Unternehmen dem wirtschaftlichen Druck nicht standhielten. Um dies zu vermeiden, suchen Firmen nach Alternativen, um am Markt besser bestehen zu können. Eine Möglichkeit besteht in der Erweiterung der Produktpalette möglicher chemischer Halb- und Fertigfabrikate, die je nach Bedarf in den Produktionsbetrieb aufgenommen werden können.

Ziele:

Es sollen verfahrenstechnische Grundlagen für eine Erweiterung des Angebotes organischer Grundchemikalien auf Basis nachwachsender Rohstoffe erforscht werden.

Ergebnisse:

Die Erweiterung der Produktpalette dezentraler Biodieselunternehmen mit chemischen Halb- und Fertigfabrikaten ist technisch möglich. Folgende übersicht zeigt die grundlegend möglichen Verfahrensstrategien:

Als Produktalternativen können zum einen unterschiedliche Fettsäurealkylester angeboten werden. Diese werden in einer basisch katalysierten Umesterung mit den Bedingungen von konventionellen Biodiesel-Verfahren hergestellt. Apparative Umbauten sind dabei nicht erforderlich.

Zum anderen können chemische Modifizierungen am Fettsäurerest (insbes. an Doppelbindungssystemen der ungesättigten Fettsäuren) durchgeführt werden. Die dadurch herstellbaren Substanzen kann man in vier Gruppen einordnen: Fettsäurealkylester, Fettsäuren, Fettepoxide sowie Polyole aus Fettepoxiden.

Versuche zur Epoxidierung sowohl von Fetten als auch von Fettsäuremethylestern wurden durchgeführt und verliefen erfolgreich. Dabei können, in Abhängigkeit von der Iodzahl, Epoxidierungsgrade von 95-98 % erreicht werden. Die Epoxide lassen sich entweder isolieren oder in einem nachgeschalteten Schritt hydrolytisch spalten. Dies wurde auch nachgewiesen.

Weiterhin wurden verschiedene Reaktionen zur Alkoholyse von Fetten durchgeführt. An Hand der Bildung des Glycerins (analog der Herstellung von Biodiesel) konnte die Bildung der entsprechenden Fettsäureester qualitativ nachgewiesen werden.

Alle durchgeführten Reaktionen lassen sich ohne besonderen Mehraufwand in einer Biodieselanlage realisieren. Vor allem die Reaktionen zur Alkoholyse sind sogar mit identischer Anlagenkonfiguration durchführbar. Umgesetzt und praktisch erprobt ist zusätzlich die verbesserte Aufreinigung stark verunreinigter und säurehaltiger Rohöle.