Ziel der Entwicklung
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von natürlichen Flockungsmittelsystemen aus Bioreststoffen wie Rapsschrot, Maisspindeln und Zuckerrübentrestern und deren Einsatz zur Aufbereitung von Gärrückständen aus der Biogasproduktion, welche auf nachwachsenden Rohstoffen basiert. Hier sollten die hergestellten Flockungs- beziehungsweise Flockungshilfsmittel die Fest-beziehungsweise Flüssig-Trennung bei mechanischen Entwässerungsverfahren entscheidend verbessern. Zu diesem Zweck wurden die kohlenhydrat- und proteinreichen Ausgangsstoffe auf geeignete Weise, beispielweise physikalisch, enzymatisch oder chemisch, konditioniert. Die Konditionierung der Rohstoffe sollten die enthaltenen Polymere weitgehend löslich machen, die Ladungsaktivität sowie die agglomerierenden und adsorptiven Eigenschaften erhöhen und so die erwünschte Wechselwirkung mit den suspendierten Feststoffteilchen beziehungsweise den kolloidalen Partikeln in den Gärresten erlauben. Zusammenfassend war ein wesentliches Ziel des Projektes die Entwicklung eines natürlichen Flockungsmittelsystems für die Aufbereitung von Gärresten aus der Biogasproduktion. Ein weiterer zentraler Aspekt war die Entwicklung eines optimalen Verfahrens zur Herstellung des Flockungsmittelsystems sowie zur optimalen Anwendung des Produktes in der Praxis. Aus dem Gärrest sollten eine als Dünger einsetzbare feste Phase und eine einleitfähige flüssige Phase gewonnen werden.
Vorteile und Lösungen
Im Rahmen des Projektes konnten geeignete Verfahrensschritte zur Verbesserung der Ladungsaktivität sowie der agglomerierenden und adsorptiven Eigenschaften von kohlenhydrat- und proteinreichen Ausgangsstoffen durch physikalische, enzymatische und chemische Konditionierung entwickelt werden. Für die Nutzung des hergestellten Produktes als Flockungsmittelsystem für Gärprodukte aus Biogasanlagen sind die erzielten spezifischen Eigenschaften, wie beispielweise die sehr hohe Kationizität, die Löslichkeit und die Molekülgröße zur Makroflockenbildung, noch weiter zu optimieren.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Transferstrategie für das neue Produkt wurde durch die erzielten Ergebnisse aktualisiert. Die Möglichkeiten der Umsetzung der entwickelten Produkte sind um die Kombination mit dem Einsatz von anorganischen Flockungsmitteln bei der Feststoffabtrennung in der Gärrestaufbereitung sowie auch in anderen Einsatzgebieten zu erweitern. Zurzeit existieren verschiedene Bemühungen, Adsorbentien auf der Basis von bioabbaubaren und erneuerbaren Biopolymeren zu entwickeln, um toxische Substanzen aus Abwässern oder kontaminierter Luft zu binden und abzutrennen. Wegen ihrer spezifischen Struktur, der chemischen Stabilität, der hohen Reaktivität und sowie ihrer Fähigkeit, über physikalische und chemische Wechselwirkungen mit einer Vielzahl von Molekülen Assoziate zu bilden, spielen die Polysaccharide und Proteine hierfür eine führende Rolle. Der Umweltsektor bietet generell für die in diesem Vorhaben entwickelten kationischen Polymere ein großes spezifisches Anwendungspotenzial.