IEA IETS TCP Annex 17 Membranfiltration zur energieeffizienten Trennung lignozellulosehaltiger Biomassebestandteile

Mit dem IEA IETS TCP Annex 17 wird das übergeordnete Ziel verfolgt, die Vernetzung der österreichischen Membran- und Bioraffinerie-Forschungslandschaft zu stärken und durch
den Austausch mit dem internationalen Konsortium aus dem IEA Annex 17 durch energie- und kosteneffiziente Trenntechnologien eine optimierte Nutzung von lignozellulosehaltigem Material in Bioraffinerien sicherzustellen. Im Rahmen der Subtasks A-F werden in diesem Projekt verschiedene Membranverfahren bewertet, optimiert und integriert, sowie Strategien zur Biomassebestandteilsverwertung entwickelt. Technologische Zielsetzung im Rahmen des Annexes ist es, einen maximalen Trockensubstanzgehalt der behandelten Prozessströme zu erreichen. Der Fokus liegt dabei auf der Identifikation optimaler Prozessparameter sowie einer geeigneten Reinigungsstrategie zur Minimierung von Fouling. Durch den Einsatz von Trennverfahren (wie Membrandestillation (MD), Forward Osmose (FO), Pervaporation (PV), Flüssigmembranpermeation (FMP) etc.) und der Integration von Abwärme soll in Bioraffinerien der Ansatz nachhaltiger Verwertung von Abfallstoffen/Abfallströmen und einer Reduktion des Wasserbedarfs durch Kreislaufschließung aufgezeigt werden.

Ausgangssituation

Vor dem Hintergrund der globalen Bevölkerungsentwicklung und dem fortschreitenden Klimawandel ergeben sich beim Umstieg von einer erdölbasierten auf eine biobasierte Industrie technologische und soziale Herausforderungen. Dafür sind Lösungsansätze gefordert, die eine ressourcen- und energieeffiziente, nachhaltige Wirtschaftsweise fördern. Unter dieser Prämisse stellen Bioraffinerien eine wesentliche Drehscheibe in der Nutzung von Biomasse als Rohstoffquelle für die nachhaltige Erzeugung unterschiedlicher (Zwischen-) Produkte (Chemikalien, Wertstoffe, Energieträger) dar. Problemstellungen in der stofflichen Nutzung von Prozessströmen ergeben sich aus den zumeist geringen Wertstoffkonzentrationen sowie der komplexen Matrix. Eine Aufkonzentrierung oder selektive Trennung ist meist erforderlich. Die Stand der Technik-Verfahren benötigen oftmals große Mengen an elektrischer Energie zur Bereitstellung hoher Drücke bzw. thermische Energie auf hohem Temperaturniveau. Um die Ressourceneffizienz in Bioraffinerien nachhaltig zu gestalten ist es notwendig auch die energetische Betrachtungsweise von Trenntechnologien zu berücksichtigen. Der Einsatz neuer/emergierender Technologien, bzw. die Kombination verschiedener Trenntechnologien, soll Teil eines energieeffizienten Gesamtkonzeptes darstellen, welches die Nutzung innerbetrieblicher Abwärme sowie energetische Potentiale aus der Verarbeitung von biogenen Reststoffen nutzt.