Bioethanolgewinnung unter Verwendung keramischer MembranenRegenerative Energietr\u00e4ger m\u00fcssen in Zukunft aufgrund des weiter steigenden Energiebedarfes und der Verknappung fossiler Ressourcen einen immer wichtigeren Anteil im Mix der Energiequellen einnehmen. Gerade im Kraftverkehrssektor ist eine Alternative bzw. eine Erg\u00e4nzung zu den heute verwendeten, auf fossilen Energietr\u00e4gern basierenden, Otto- und Dieselkraftstoffen unerl\u00e4sslich. Bioethanol ist ein CO2-neutraler und umweltfreundlich nutzbarer, regenerativer Energietr\u00e4ger. Hergestellt wird der Alkohol durch die Fermentation von Glucose durch Hefekulturen (Saccharomyces cerevisiae). Leider ist die energetische Bilanz der Bioethanolherstellung nur leicht positiv. Die destillative Abtrennung des Alkohols aus der Fermentationsbr\u00fche und dessen Absolutierung erfordert einen hohen Energieeinsatz. Ziel des Vorhabens ist es, energieeffiziente Membranverfahren in den Prozess der Bioethanolerzeugung zu integrieren und relevante Betriebsweisen und Prozessparameter zu ermitteln. Prim\u00e4res Interesse liegt dabei auf der Abtrennung des Alkohols aus der Fermentationsbr\u00fche und dessen Entw\u00e4sserung mit hydrophoben und hydrophilen keramischen Membranen durch Pervaporation. Es wurden zahlreiche Pervaporationsversuche mit bin\u00e4ren Wasser-Ethanol-Mischungen durchgef\u00fchrt und verschieden aufgebaute keramische Membranen auf ihre Eignung zur Trennung dieser Gemische getestet. Zur genaueren Membran- und Prozesscharakterisierung wurden Verfahrensparameter (z. B. Feedtemperatur, \u00dcberstr\u00f6mungsgeschwindigkeit, Permeatdruck) variiert und die Trennleistungen der Membranen unter den jeweiligen Bedingungen ermittelt. Die Membranen zeigten dabei eine gute Eignung zur Aufkonzentration von Ethanol aus niedrig konzentrierten Gemischen. Es wurden Permeatkonzentrationen von \u00fcber 85 Ma.% Ethanol erreicht. Zur weiteren Membrancharakterisierung wurden die Membranen auch durch alternative Verfahren, z. B. durch Gaspermeation charakterisiert. Hier wurden Dusty-Gas-Modell-Parameter des Schichtaufbaus der Membranen ermittelt. Diese dienen der Absch\u00e4tzung des Druckverlustes bei der Pervaporation im Membrantr\u00e4ger, welcher sich negativ auf die Trenneigenschaften der Membran auswirkt. Anhand der Ergebnisse konnten R\u00fcckschl\u00fcsse auf einen optimierten Membranaufbau gezogen werden. Des Weiteren wurden Trennversuche mit Fermentationsbr\u00fchen durchgef\u00fchrt. Hier bewies die hydrophobe Membran ihre Eignung zur Abtrennung von Ethanol aus solchen Stoffgemischen, es zeigte sich jedoch eine starke Abnahme des Permeatflusses aber eine weniger stark ausgepr\u00e4gte Abnahme der Permeatkonzentration im Vergleich zum Wasser-Ethanol-Gemisch.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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