Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBKreislaufwirtschaft Salzrecycling: Innovative Trenntechnik spart Kosten
Am Fraunhofer IGB in Stuttgart wurde ein kombiniertes Bio-Membran-Verfahren entwickelt, mit dem aus Molkereiabwasser Milchsäure gewonnen werden kann. Denn mit Hilfe einer innovativen Trenntechnik können Säuren und Laugen recycelt werden. Die Beispiele belegen: Kreislaufwirtschaft ist nicht nur technisch machbar, sie spart auch Kosten.
Als erstes Land der Welt hat Deutschland 1996 ein Kreislaufwirtschaftsgesetz erlassen. Statt Abfallbeseitigung wird auf die Wiederverwertung von Wertstoffen gesetzt. Ziel ist es, Ressourcen länger und schonender zu nutzen. Dieser sparsame Umgang mit Rohstoffen schützt nicht nur die Umwelt, sondern senkt auch Betriebskosten.
Auch in die Produktion integrierte Umwelttechniken ermöglichen ein Wirtschaften in Kreisläufen. So können mit innovativen Techniken nicht nur Abwässer gereinigt und damit Entsorgungskosten gespart werden, sondern sogar wertvolle Produkte gewonnen werden. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat im Auftrag einer Molkerei aus Norddeutschland ein Verfahren entwickelt, mit dem Molkerei-Abwasser gereinigt und Milchsäure als Wertstoff produziert wird. Besonders leistungsfähige Milchsäurebakterien setzen den in der Molke enthaltenen Milchzucker zu Milchsäure (Lactat) um. Durch Filtrationsverfahren und bipolare Elektrodialyse wird das Lactat vom Abwasser abgetrennt und in die Säure überführt. Die so gewonnene Milchsäure kann als Grundstoff in der chemischen Industrie – zum Beispiel zur Produktion biologisch abbaubarer Kunststoffe – eingesetzt werden. Bislang wurde das Verfahren im Labor- und Technikumsmaßstab getestet, doch Hochrechnungen der Fraunhofer-Wissenschaftler haben ergeben, daß sich der integrierte Bioprozeß in Großanlagen rechnet. Aus 100 000 Tonnen Molke können etwa 4 200 Tonnen Milchsäure zu einem Preis von etwa 1,20 DM pro Kilo hergestellt werden. Derzeit liegt der Marktpreis bei 2,50 DM.
Eine Anlage zur Elektrodialyse mit bipolaren Membranen präsentierte das Fraunhofer IGB auf der diesjährigen Hannover Messe am Fraunhofer-Themenstand »Kreislaufwirtschaft/-Produktkreisläufe«. Denn das Verfahren kann nicht nur die Milchsäure aus Fermentationsbrühen abtrennen, sondern auch in der Lebensmitteltechnik, zum Beispiel zur Gewinnung von Frucht-säuren aus Fruchtsäften, eingesetzt werden. Dies wird dadurch möglich, daß in der Bipolar-Elektrodialyse-Anlage die Produktabtrennung mit der elektrodialytisch forcierten Wasserspaltung an einer bipolaren Membran kombiniert wird. Als Ergebnis werden im Wasser vorliegende, geladene Salze in die jeweilige freie Säure oder Lauge überführt. Die Einsatzbereiche dieser neuen Trenntechnik gehen daher noch weiter: Säure aus alten Autobatterien läßt sich ebenso recyceln wie der in stromlosen Kupferbeschichtungsbädern eingesetzte Prozeßhilfsstoff EDTA. Und wenn verbrauchte Laugen aus Prozeßlösungen (zum Beispiel zur Herstellung von herkömmlichen Nickel-Cadmium-Batterien) oder verbrauchte Säuren (aus Edelstahl-Beizbädern) rückgewonnen werden, können nicht nur Chemikalien, sondern Kosten eingespart werden. Und durch die Kreislaufführung profitiert obendrein die Umwelt.