Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Ressourceneffiziente Gewinnung pharmazeutischer Wirkstoffe aus Wasserdampf-Hydrolaten und Destillationsrückständen; Teilvorhaben 1: Gewinnung aus festen Destillations- und Extraktionsrückständen (Pflanzenmaterial, Trägermaterialien) - Akronym: ResiDest

Anschrift
Technische Universität Clausthal - Fakultät für Mathematik/Informatik und Maschinenbau - Institut für Thermische Verfahrens- und Prozesstechnik
Leibnizstr. 15
38678 Clausthal-Zellerfeld
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Jochen Strube
Tel: +49 5323 72-2355
E-Mail schreiben
FKZ
22013713
Anfang
01.11.2018
Ende
31.10.2021
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Teilvorhabens wurden vom Pflanzenmaterial bis zum Öl und Reinstoff alle benötigten Prozessschritte in unterschiedlichen Maßstäben betrachtet. Die Prozesse wurden physiko-chemisch modelliert und für die Modelle wurden die benötigten Modellparameterbestimmungskonzepte entworfen. Die Modelle wurden über Simulationsstudien so validiert, dass diese den real ablaufenden Prozess prädiktiv beschreiben und die Reproduzierbarkeit dieser Prozesse für verschiedene Stoffsysteme abbilden können. Durch die gezielte Auslenkung von Prozessparametern können somit Störfälle simuliert und bewertet werden. Darauf aufbauend und begleitend wurden nach dem Vorbild des Quality by Design Konzeptes entsprechende Studien durchgeführt und bewertet, welche zu einem umfassenden Konzept zur Qualitätssicherung führen. Es wurden die kritischen Parameter und ihr Einfluss auf den Hydrodestillationsprozess bewertet und quantifiziert. Für die Aufarbeitung der Hydrolate wurden neben Phasenscreenings auch Trennversuche mit Hydrolaten zur Abtrennung der Zielkomponenten aus der Hydrolatphase durchgeführt. Außerdem wurde durch Fraktionierung gezeigt, dass die verschiedenen Komponenten im Hydrolat voneinander in Reinstoffe getrennt werden können. Eine zweite Extraktion des Tresters mittels der grünen Extraktionsmethode PHWE wurde ebenfalls untersucht und etabliert. Die Gewinnungspotentiale von im Trester verbliebenen Zielkomponenten stellen sich als vielversprechend heraus. Durch dieses Projekt konnten die Methoden für die scale-up fähige Prozessentwicklung robuster Verfahren im Sinne der Kaskadennutzung etabliert werden. Unter zu Hilfenahme Digitaler Zwillinge, welche durch Methoden wie PAT erweitert werden, können die Prozessentwicklung und der Betrieb prozesstechnisch und wirtschaftlich optimiert werden. Die damit verbundene Steigerung der Wertschöpfung und einer ganzheitlichen stofflichen Nutzung der pflanzlichen Rohstoffe ermöglicht zudem eine Einsparung von CO2-Emissionen von bis zu 40 %.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Vorhabens ist die wirtschaftliche und ressourceneffiziente Gewinnung pflanzlicher Wertkomponenten. Hierbei soll ein dreistufiges, kaskadenartiges Verfahrenskonzept erarbeitet werden. Zunächst werden die ätherischen, also die flüchtigen Komponenten mittels Wasserdampfdestillation gewonnen. Hierbei verbleiben jedoch sehr häufig gering wasserlösliche Komponenten wie z.B. Thymol und Carvacrol im sogenannten Hydrolat zurück, die dann in der Regel verworfen werden.

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