MOE-Fellowship

Vesselin Idakiev

Umweltfreundliches Verfahren zur Gewinnung von leichtflĂŒchtigen Substanzen aus dispersen Feststoffen

FĂŒr die Technologien, die alle die Entfernung der leichtflĂŒchtigen Substanzen aus den dispersen Feststoffen zum Ziel haben, gibt es eine Reihe von Verfahren, die energieintensiv und umweltbelastend sind.Die Gewinnung der Ă€therischen Öle geschieht in der Industrie durch Wasserdampfdestillation. Die Wasserdampfdestillation kann mehrere Stunden dauern, wobei die Ă€therischen Öle lange Zeit im Kontakt mit Wasser einer hohen Temperatur ausgesetzt sind. Eine Alternative zu diesem Verfahren ist die Heißdampfextraktion der Pflanzenmatrix in einer Wirbelschicht, die mit ĂŒberhitztem Wasserdampf betrieben wird. Dieses Verfahren funktioniert so, dass die Pflanzenteile kontinuierlich oder chargenweise in eine Wirbelschicht aus ĂŒberhitztem Wasserdampf eingebracht werden und durch die hohe IntensitĂ€t der Stoff- und WĂ€rmetransportprozess in der Wirbelschicht die Ă€therischen Öle ohne Kontakt mit Wasser in die Dampfphase ĂŒbergehen. Dieser Vorgang findet in wenigen Minuten statt, wobei der Wasserdampf im Kreislauf gefĂŒhrt wird und der entstehende Überschussdampf kondensiert und danach von den Ölen getrennt wird. Diese alternative Methode ist zeitsparend und dadurch auch energiesparend.Als ein Prozess zur Gewinnung von leichtflĂŒchtigen Substanzen aus dispersen Feststoffen kann die Desolventisierung von Rapsextraktionsschrot bezeichnet werden. Rapsextraktionsschrot (RES) ist mit einem Anteil von ca. 60 % vom Eingangsprodukt das bedeutendste Nebenprodukt bei der Rapssaatverarbeitung. Es enthĂ€lt 33 % Protein und wird teilweise als Proteinquelle in der TierernĂ€hrung genutzt. Die alternative Gewinnung von Rapsproteinen fĂŒr Food- und Non-Food-Anwendungen scheitert wegen der irreversiblen Denaturierung beim herkömmlichen Verfahren, die die BioverfĂŒgbarkeit und FunktionalitĂ€t verringert. Die kritischste Verfahrensstufe ist die Desolventisierungs-/ Toasting-Stufe. Die Temperatur-Zeit-Belastung der hydrothermischen Desolventierung von Schroten bewirkt eine Denaturierung der Proteine und dadurch eine Reduktion der verfĂŒgbaren essentiellen AminosĂ€uren (z. B. Lysin). Die verfahrenstechnische Ersetzung durch ein mehrstufiges Wirbelschichtverfahren zur Entbenzinierung von RES stellt jedoch ein technisch interessantes und umweltfreundliches Konzept dar, mit dem prinzipiell neue ProduktqualitĂ€ten erzeugt werden können. Die mehrstufigen Wirbelschichtbedingungen ermöglichen einen hohen WĂ€rme- und Stoffaustausch und so können eine geringe thermische BeeintrĂ€chtigung des behandelten Materials garantiert und kleinere Anlagendimensionen sowie ein geringerer spezifische Energiebedarf realisiert werden.Durch den Einsatz des mehrstufigen Wirbelschichtprinzips als Alternativverfahren fĂŒr die Wasserdampfdestillation Ă€therischer Öle und fĂŒr die Desolventisierung von RES ist es eine bessere QualitĂ€t der Endprodukte, ein geringerer Energieverbrauch und dadurch wenige Belastung der Umwelt zu erzielen.

Übersicht

Förderzeitraum

01.03.2011 - 31.12.2011

Institut

Otto-von-Guericke-UniversitÀt Magdeburg
FakultĂ€t fĂŒr Verfahrens- und Systemtechnik
Institut fĂŒr Apparate- und Umwelttechnik

Betreuer

Prof. Dr. Dr. Lothar Mörl

Kontakt

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