Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Demonstrationsprojekt Arzneipflanzen (KAMEL); Verbundvorhaben: Optimierung von Trocknungsverfahren für Arznei- und Gewürzpflanzen hinsichtlich Energieeinsatz, Wirtschaftlichkeit und Produktqualität; Teilvorhaben 1: Untersuchungen zur Optimierung einer Flächentrocknungsanlage

Anschrift
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB)
14469 Potsdam
Max-Eyth-Allee 100
Kontakt
Dr.-Ing. Jochen Mellmann
Tel: +49 331 5699-321
E-Mail: jmellmann@atb-potsdam.de
FKZ
22006107
Anfang
01.07.2007
Ende
30.11.2010
Aufgabenbeschreibung
Die Wirtschaftlichkeit der Produktion von Arznei- und Gewürzpflanzen hängt entscheidend von der energie- und kostenintensiven Trocknung ab. Für die etablierte Flächentrocknung beinhalten insbesondere Wärmepumpen in Kombination mit konventioneller Warmlufterzeugung erhebliche energetische Optimierungspotenziale. Diese sollen in Kooperation mit einem repräsentativen Agrarbetrieb erschlossen und beispielhaft im großtechnischen Maßstab demonstriert werden. Das Vorhaben leistet damit einen Beitrag zu den Zielen des Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe des BMELV. Die großtechnischen Versuche erstrecken sich systematisch über drei Ernteperioden und umfassen die Analyse und Umsetzung verfahrens-, strömungs- und regelungstechnischer Maßnahmen. Hierbei kommt auch ein Labortrockner zum Einsatz. Kurzfristig profitiert der beteiligte Agrarbetrieb unmittelbar von den Optimierungsmaßnahmen. Spätestens nach Abschluss des Vorhabens können die Ergebnisse auf andere Trocknungsanlagen übertragen und einer branchenübergreifenden Nutzung zugeführt werden. Dadurch wird die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Arznei- und Gewürzpflanzenproduktion sowie vor- und nachgelagerter Bereiche gestärkt.
Ergebnisdarstellung
Es wurde ein neues Verfahren für die Flächentrocknung von Arznei- und Gewürzpflanzen entwickelt, bei dem Wärmepumpen und konventionelle Warmlufterzeugung durch Erdgas oder Heizöl kombiniert werden. Die industrielle Umsetzung erfolgte in Kooperation mit einem großen Agrarbetrieb in Thüringen. Zur weiteren Optimierung wurden theoretische und experimentelle Untersuchungen, Praxismessungen, Simulationsrechnungen zur Luftverteilung sowie Qualitätsanalysen von Kamille, Melisse und Baldrian durchgeführt. Die Einhaltung qualitätsbestimmender Inhaltsstoffe wurde stichprobenartig bestätigt. In der Wärmepumpenphase des kombinierten Trocknungsverfahrens kann die Energieeffizienz durch interne Wärmerückgewinnung erheblich gesteigert werden. Ein entsprechender Versuchstrockner im halbtechnischen Maßstab wurde aufgebaut und mit unterschiedlichen Produkten betrieben. Die im Verlauf der Trocknung zunehmenden relativen Energieeinsparungen wurden am Beispiel von Kamilleblüten detailliert nachgewiesen. Für den Teilumluftbetrieb in der Trocknungsphase mit konventioneller Lufterwärmung wurde ein energieoptimiertes Regelungsprinzip entwickelt, mit dem sowohl der aktuelle Abluftzustand als auch die veränderlichen Frischluftbedingungen berücksichtigt werden können. Das zu Grunde liegende Konzept des kritischen normierten Trocknungspotenzials der Abluft ist auf alle chargenweisen Trocknungsprozesse bei beliebigen klimatischen Verhältnissen übertragbar. In der untersuchten Trocknungsanlage wurden die Energiekosten um mehr als 30% reduziert, wobei noch weitere anlagen- und regelungstechnische Optimierungsmöglichkeiten bestehen. Bei Wärmepumpentrocknung mit interner Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung von Blockheizkraftwerken sind Primärenergieeinsparungen von bis zu 50% möglich. Insbesondere bei Produktionserweiterungen amortisieren sich die Investitionen innerhalb weniger Jahre.

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