KASAV
Kaskadische Produktion von Biobutanol und Biomethan aus Biomüll
Projektbeschreibung
Biogene Reststoffe wie z.B. städtischer Biomüll werden bislang nur zu einem sehr geringen Prozentsatz zu flüssigen Energieträgern (bspw. Bioethanol, FAME) verwertet, der Großteil der Reststoffe wird zur Herstellung von Biogas genutzt oder über den Weg der Kompostierung entsorgt.
Mit der Durchführung dieses Projektes soll diese günstige erneuerbare Roh(Rest-)stoffquelle für die Produktion sowohl alternativer flüssiger und als auch gasförmiger Bioenergieträger durch eine kaskadische fermentative Umsetzung in einem 3-Stufenprozess erschlossen werden.
Das zentrale Element des KASAV-Prozesses bildet eine ABE Prozesseinheit mit vorgeschalteter Hydrolyse- und nachgeschalteter Biogasstufe. Das in der ersten Stufe gebildete Hydrolysegas wird über einen Absorptionsprozess entschwefelt und anschließend mittels Membranverfahren (Gaspermeation) in Kohlendioxid und Wasserstoff aufgetrennt. Der gewonnene Wasserstoff wird als Intermediat und Reduktionsmittel sowie als verwertbares Produkt gezielt sowohl in der ABE- als auch in der Biogasstufe eingebracht. Durch diese Art der Prozessführung wird einerseits eine grundlegende Verbesserung in den Einzelprozessen gewährleistet, andererseits können speziell in der Biogasstufe durch das interne Biogas-upgrading höhere Methankonzentrationen bei gleichzeitig niedrigeren Kohlendioxidkonzentrationen erreicht und das externe upgrading auf Erdgasqualität kosteneffizienter durchgeführt werden.
Bisherige Rückschläge bei der Bio-Butanolproduktion wie bspw. niedrige Ausbeuten infolge von Endprodukthemmung, geringen Biomasseaktivitäten oder langen Anlaufphasen in Batch-Prozessen sollen durch eine stetige Produktabtrennung über selektive Adsorber-Kolonnen oder Pervaporationstechnik, Immobilisierung der Mikroorganismen an Trägermaterialien sowie eines kontinuierlich laufenden 3-Stufen-Prozesses überwunden werden.
In diesem Projekt soll somit ein kontinuierlicher Mehrstufen-Prozess mit simultaner Multi-Produktabtrennung demonstriert und unter technologischen, ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten bewertet werden.
