Feuchte und empfindliche Reststoffe
Pülpen und weitere feuchte Stärkeproduktionsreststoffe sind nur begrenzt lagerfähig. Ihre Verwertung hängt häufig von Abnehmern, Transportlogistik und störungsfreien Produktionsabläufen ab.
Verfahrenslösung für die Stärkeindustrie
Biogas aus Stärkepülpe und Reststoffen der Stärkeproduktion
Stärkepülpe, Abfallstärke, Abfallgluten und weitere Reststoffe der Stärkeproduktion werden zu Biogas, Biomethan, Prozessenergie und organischen NPKS-Düngemitteln verwertet.
Ausgangssituation
Typische Herausforderungen bei Stärkepülpe und Stärkeproduktionsreststoffen
Hoher Prozessenergiebedarf
Stärkeproduktionsanlagen benötigen kontinuierlich elektrische und thermische Energie. Steigende Energiepreise wirken sich unmittelbar auf die Produktionskosten aus.
Stickstoff- und Schwefelverbindungen
Proteinreiche Pülpen und Gluten können zu hohen Ammonium- und Schwefelwasserstoffkonzentrationen im Fermentationssystem führen und die Prozessstabilität beeinträchtigen.
Abwasser-, Geruchs- und Logistikbelastung
Produktionsabwässer, Abwasserschlämme, Zwischenlagerung und Reststofftransporte verursachen zusätzliche Kosten und können die Erweiterung der Produktion begrenzen.
Verfahrensprinzip
Von Stärkepülpe und Produktionsreststoffen zu Biogas und Düngemitteln
Reststoffe suspendieren
Pülpen, Abfallstärke, Abfallgluten, Reinigungsrückstände, Filterstäube, Reinigungsmedien und geeignete Abwasserschlämme werden gemeinsam mit Prozesswasser und trockensubstanzreichen Zusatzstoffen zu einer pumpfähigen Biosuspension aufbereitet.
Aerobe Hydrolyse
Die Biosuspension wird unter Luftzufuhr und bei erhöhten Temperaturen hydrolytisch vorbehandelt. Dadurch werden insbesondere lignocellulosische Strukturen aufgeschlossen und für die Methanbildung zugänglich gemacht.
Kulturerhaltende Hauptfermentation
Das Hydrolysat wird einem hydraulisch und nur teilweise durchmischten Hauptfermenter zugeführt. Eine an protein- und lignocellulosereiche Einsatzstoffe angepasste Spezialkultur wird dauerhaft im System erhalten.
Mehrstufige Methanfermentation
Eine robuste mesophile Hauptfermentation wird mit einer nachgeschalteten, vorzugsweise thermophilen Nachfermentation kombiniert. Das gleicht wechselnde Reststoffqualitäten aus, erhöht den Abbaugrad und unterstützt die Hygienisierung.
Nährstoffe zurückgewinnen
Die Fermentationsrückstände werden in eine feste Düngemittelfraktion und Biofiltrat getrennt. Ammonium- und Schwefelverbindungen werden bei Bedarf aus dem Biofiltrat ausgeschleust und als flüssiges Düngerkonzentrat nutzbar gemacht.
Biogas energetisch nutzen
Das erzeugte Biogas wird entschwefelt, getrocknet und bei Bedarf verdichtet. Es kann insbesondere zur gekoppelten Erzeugung von elektrischer und thermischer Prozessenergie eingesetzt werden.
Geeignete Einsatzstoffe
Stärkepülpe, Abfallstärke, Gluten und weitere Produktionsreststoffe
Stärkeproduktionsreststoffe
Pülpen, Abfallstärke, Abfallgluten, Filterstäube und Rückstände aus der Reinigung der eingesetzten Rohstoffe.
Flüssige und schlammförmige Reststoffe
Organisch belastete Reinigungsmedien sowie Schlämme aus der betrieblichen aeroben oder anaeroben Abwasserbehandlung.
Bioethanolbezogene Reststoffe
Presskuchen aus der Sauermaische und Schlempen aus einer vorgeschalteten Hefefermentation und Ethanoldestillation.
Trockensubstanzreiche Zusatzstoffe
Zum Beispiel Getreidespreu, Mühlenstäube, Bürststäube und vergleichbare lignocellulosereiche Reststoffe.
Kundennutzen
Mehr Wert aus betriebseigenen Reststoffströmen
Geringere Prozessenergiekosten
Das erzeugte Biogas kann einen erheblichen Anteil des betrieblichen Strom- und Wärmebedarfs decken und die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern reduzieren.
Höhere Entsorgungssicherheit
Die Stärkeproduktionsstätte wird weniger abhängig von der kurzfristigen Abnahme feuchter Pülpen, schwankenden Futtermittelmärkten und externen Entsorgungswegen.
Organische NPKS-Düngemittel
Pflanzennährstoffe werden in festen Düngemittelfraktionen und flüssigen stickstoff- und schwefelreichen Konzentraten für eine weitere Nutzung zurückgewonnen.
Weniger Abwasser, Gerüche und Transporte
Die Einbindung von Prozesswässern und Abwasserschlämmen kann die Abwasserlast senken. Gleichzeitig werden Zwischenlagerung, Geruchsemissionen und anlagenbezogener Lastverkehr reduziert.
Stabile biologische Prozessführung
Aerobe Hydrolyse, kulturerhaltende Fermentertechnik und eine gezielte Hemmstoffentfrachtung unterstützen die stabile Verwertung protein- und lignocellulosereicher Reststoffe.
Potenzial für zusätzliche Erlöse
Überschüssige Energie, vermarktbare Düngemittelprodukte und nachweisbare Minderungen von Treibhausgasemissionen können – abhängig vom Projekt und den geltenden Systemen – zusätzliche Erlöspotenziale eröffnen.
Technischer Hintergrund
Die dargestellte Verfahrenslösung orientiert sich an der deutschen Patentschrift DE 10 2014 001 909 B4. Die konkrete technische und wirtschaftliche Auslegung muss stets projekt-, standort- und stoffstrombezogen erfolgen.
Projektprüfung