Logo

Kompetenz- und Informationszentrum
Wald und Holz

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Neuartige Lignin-basierte Elektrolyte für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (FOREST); Teilvorhaben 2: Trennverfahren

Anschrift
Technische Hochschule Mittelhessen - Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (IBPT)
35390 Gießen
Wiesenstr. 14
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Peter Czermak
Tel: +49 641 309-2551
E-Mail: peter.czermak@ime.fraunhofer.de
FKZ
22402816
Anfang
01.02.2017
Ende
31.01.2019
Aufgabenbeschreibung
Redoxaktive Substanzen können aus Ablaugen der Zellstoffindustrie gewonnen werden. Hierbei ist sowohl eine chemische als auch eine elektrochemische Umsetzung möglich. Beide Wege werden in diesem Projekt untersucht, wobei das Zielmaterial durch Experimente an Modellsystemen definiert wird. Zur Aufreinigung des Rohstoffs werden an der Technischen Hochschule Mittelhessen Filtrationsmethoden etabliert. Für diese Filtrationsaufgabe werden bei Mann+Hummel spezielle Filtermembranen entwickelt. Das Filtrat wird durch die CMBlu Projekt AG zu den Zielmolekülen umgesetzt. Die Vorgabe für diese Zielmoleküle erfolgt durch die Untersuchung der Struktur-Eigenschafts-Beziehung in Zusammenarbeit durch die Arbeitsgruppen Wegner und Janek an der Justus-Liebig-Universität Gießen. Außerdem werden an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz in der Arbeitsgruppe Waldvogel elektrochemische Umsetzungsmethoden untersucht.
Ergebnisdarstellung
Die Ultrafiltration (UF-I) mit identifizierten keramischen Hohlfasermembranen mit einer Trenngrenze von 3,0 bzw. 8,0 nm wurde erfolgreich zur Gewinnung von gereinigtem Ligninsulfonat etabliert (hohe Lignosulfonatretention (70%) bei einer max. Volumenreduktion von 80%). Die organischen Verunreinigungender Dünnlauge können durch Ultrafiltration erfolgreich vom Ligninsulfonat abgetrennt werden (hohe Reinheit der aufkonzentrierte Lignosulfonate). Die membranbasierte Prozessparameter wurden identifiziert und implementiert, der Prozess optimiert. Der Rückhalt für Zielmoleküle der Ligninspaltung (Vanillin, Syringaldehyd) mit einer 3,0 nm keramischen Hohlfasermembrane (UF-II) bei niedrigen Drücken ist ausgeprägt hoch (85%). Flusssteigerung durch TMP-Erhöhung im betrachteten Bereich prinzipiell für alle Membranen möglich. Eine effiziente Reinigungsstrategie konnte für alle ausgewählten keramischen Membranen mit einer Effizienz von > 95% erfolgreich etabliert werden. Die enzymatische Behandlung des Filtrat aus der Ultrafiltration der Dünnlauge (UF-i) zur Herstellung von Xylooligosacchariden (XOS) aus Xylose ist zwar grundsätzlich möglich, der geringe Umsatz an hergestellten Oligosacchariden macht allerdings eine weitere Behandlung des Nebenstromes (evtl. NF), eine Weiteroptimierung des Prozesses sowie den Einsatz weiterer (biotechnologisch hergestellten) Enzyme erforderlich. Die alleinige energetische Nutzung des Filtrates aus der UF-I in einer Biogasanlage ist aufgrund einer starken Hemmung der Anaerob-Biologie durch die Zusammensetzung der Probe nicht erfolgversprechend. Eine anaerobe Behandlung des Konzentrates aus der UF-II zur energetischen Nutzung lieferte vielversprechende Ergebnisse in Bezug auf die erreichte hohe Gasausbeute.

neue Suche

Charta für Holz
Waldkulturerbe
Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben