Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben BioLog: Entwicklung, Erprobung und Demonstration neuer Logistikkonzepte für Biobrennstoffe; Teilvorhaben 1: Konditionierung grüner Biomasse durch elektroporationsunterstützte Entwässerung

Anschrift
Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik (IHM)
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Kontakt
Dr. Sack
Tel: +49 721 608 2-4667
E-Mail: martin.sack@ihm.fzk.de
FKZ
22031405
Anfang
01.08.2006
Ende
31.07.2008
Ergebnisdarstellung
Mit dem Verfahren der Elektroporation konnte nachgewiesen werden, dass eine Auftrennung von Biomasse in eine fest und flüssig Fraktion mit einem geringeren energetischen Aufwand als bei der herkömmlichen Trocknung möglich ist. Die durchgeführten Arbeiten zeigten, dass durch eine elektroporationsunterstützte Entsaftung von Energiepflanzenmaterial in vielen Fällen eine bessere Entsaftung als nur mittels Abpressung erzielt werden kann. Zudem lässt sich der Trocknungsprozess deutlich beschleunigen. Dabei ist der elektrische Energieeintrag klein, verglichen mit der eingesparten Verdampfungswärme. Siliertes Material ist bereits aufgeschlossen. Hier kann durch Elektroporation kein zusätzlicher Aufschluss erreicht werden. Lagerungsversuche bei verschiedenen Restfeuchten bestätigten, dass eine Lagerung bei bis zu 20 % Restfeuchte möglich ist. Wie die Laborversuche zeigten, lassen sich Elektroporation, Abpressung und anschließende Trocknung auf 20 % Restfeuchte in deutlich weniger als einer Stunde durchführen. Dadurch ist das Verfahren insbesondere interessant für einen dezentralen, mobilen Einsatz, der eine kurze Verarbeitungszeit erfordert. Für die Projektpartner wurde elektroporiertes Pflanzenmaterial sowie Presssaft für verschiedene Untersuchungen zur Verfügung gestellt. Über die Ergebnisse dieser Versuche berichten die Projektpartner in ihren Abschlussberichten. Für Vor-Ort-Versuche wurde die vorhandene Anlage KEA-MOBIL für eine Elektroporation im eigenen Saft umgebaut, um eine optimale Nutzung für landwirtschaftliche Biomasse zu ermöglichen. Für die geplanten Versuche war die diskontinuierliche Behandlung in einzelnen Versuchsgefäßen sinnvoll. Die Anlage wurde erfolgreich bei einer Versuchskampagne auf dem Versuchshof der Universität Kassel in Witzenhausen eingesetzt.
Aufgabenbeschreibung
Die Aufgabe des Verbundvorhabens BioLog ist die Optimierung und teilweise apparatetechnische Entwicklung der auf die Ernte von Energiepflanzen folgenden Schritte der Aufbereitung bis zur energetischen Nutzung. Ziel ist es einen Festbrennstoff zu erzeugen, der optimal in der Energieerzeugung eingesetzt werden kann und an die landwirtschaftlichen Rahmenbedingungen angepasst ist. Bei dem Teilvorhaben des Forschungszentrums Karlsruhe geht es um die Bestimmung der optimalen elektrischen Impulsparameter für den effektiven Zellaufschluss von frischen gehäckselten Energiepflanzen in einem Laborreaktor. Durch den Zellaufschluss mittels Elektroporation soll eine bessere Abpressbarkeit der Biomasse erreicht werden, um den Feststoffanteil im Presssaft zu verringern. Wesentliche Aufgabe des Vorhabens ist die Aufrüstung der mobilen Elektroporationsanlage KEA-Mobil des FZK mit einem Reaktor mit integrierter Abpressmöglichkeit. Mit dieser Anlage wird eine chargenweise Behandlung von grüner Biomasse vorgenommen. Ziel ist es die Biomasse soweit zu entwässern, dass mit minimalem zusätzlichen trocknungsaufwand eine lagerfähige Biomasse erzeugt werden kann. Dabei kommt unter anderem eine mikrowellenheizung zum Einsatz. Begleitend zu diesen Versuchen wird die Restfeuchte, der spezifische Energieeinsatz und der zusätzliche Trocknungsaufwand bestimmt. Zusätzlich wird beim ATB in einer Versuchsreihe auch die Silierung von elektroporieter Biomasse erprobt. Im Anschluss wird dann die Abpressbarkeit der silierten Biomasse bestimmt.

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