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Nutricoal - Verfahrensentwicklung zur Herstellung eines biobasierten Düngemittels mit dosierter Nährstofffreisetzung

Das Projektziel ist die Entwicklung eines Verfahrens für die Herstellung eines festen, lagerfähigen und emissionsfreien biologischen Produkts mit modifizierbaren bodenverbessernden Eigenschaften aus ungenützten organischen Abfall- und Reststofffraktionen der lebensmittelverarbeitenden Industrie. Grundbaustein des Nutricoal-Produktes ist Biokohle, die aus bislang aufwändig zu entsorgenden organischen Abfällen der fleischverarbeitenden Industrie mittels Pyrolyse gewonnen wird. Es werden je nach gewünschten Produkteigenschaften spezifische funktionelle chemische Gruppen an der Kohleoberfläche durch spezielle Aktivierungsmaßnahmen generiert.

Für die Nährstoffaufladung der Kohle wird anaerob verarbeiteter Schlachtabfall d. h. Gärrest mittels eines innovativen Niedrigtemperaturverfahrens (Membrandestillation) aufkonzentriert und als Nährstofflieferant eingesetzt. Zusätzlich zum Konzentrat wird auch Reinwasser gewonnen, dass als aufbereitetes Prozesswasser im Betrieb eingesetzt werden kann. Das Membrandestillationsverfahren wird im Rahmen des Projektes von AEE INTEC entwickelt.

Im Projekt wird die gesamte Verfahrenskette an einzelnen Versuchsanlagen der Projektpartner erprobt, die Ergebnisse im Labor ausgewertet und als Basis für Simulationsberechnungen verwendet. Mit Projektende können Aussagen zur erreichbaren Produktqualität, zur Energieeffizienz des Verfahrens und zur Dimensionierung einer möglichen Pilotanlage gemacht werden.

Fleischverarbeitende Betriebe generieren große Mengen an Abfällen, die aufgrund der nationalen und europäischen Hygienevorschriften eine kostenintensive Behandlung erfordern. Üblicherweise werden derartige Abfälle in Tierkörperverwertungsanlagen (TKV) transportiert und dort unter hohem Energieaufwand verarbeitet. Die Endprodukte werden entweder in Müllverbrennungsanlagen verbrannt oder eingeschränkt als Tierfutteradditiv eingesetzt. Großfurtner GmbH, einer der größten Schlacht- und Zerlegebetriebe in Österreich, ist weltweit das erste Unternehmen, das in der Lage ist, seine gesamten Abfälle der Kategorie 3 durch ein einzigartiges Fermentationsverfahren am Standort energetisch zu verwerten.

Neben Biogas für die Energieerzeugung fällt auch ein Fermentationsrückstand an. Aufgrund der relativ niedrigen Nährstoffdichte des Rückstands (hoher Wassergehalt) ist eine wirtschaftliche Anwendung – wie generell bei Abfallbiogasanlagen – so gut wie unmöglich. Im Unternehmen fallen zusätzlich beträchtliche Mengen an Risikomaterialien (Kategorie 1 und 2) sowie Einstreu an, die bislang nur in der Tierkörperverwertung, d. h. thermisch entsorgt werden konnten. In dem Projekt sollen die beiden zuvor genannten Probleme (teure Gärrestverwertung und entsorgungspflichtiger low-value Abfall) insofern gelöst werden, dass man sie in einer synergistischen Art und Weise miteinander verschränkt und ein wertvolles Produkt mit bodenaktivierenden und bodenverbessernden Eigenschaften gewinnt, das nicht nur eine hohe Nährstoffdichte und Lagerstabilität aufweist, sondern auch weitgehend frei von klima- und geruchsrelevanten Emissionen ist und durch eine langfristige Kohlenstofffixierung im Boden dem Klimawandel entgegenwirkt. Aus den bislang ungenützten Abfallstoffen wird durch Pyrolyse das Grundprodukt Biokohle (Nährstoffträger) gewonnen. Durch Variation der Prozessparameter und durch eine gezielte Modifizierung der Kohleoberfläche durch chemische Verfahren wird das Grundprodukt hinsichtlich der Menge und Qualität der zu bindenden Nährstoffe sowie der maximal erzielbaren Wasserhaltekapazität optimiert. Für die Nährstoffaufladung der Kohle wird anaerob verarbeiteter Schlachtabfall d. h. Gärrest mittels eines innovativen Niedrigtemperaturverfahrens (Membrandestillation) aufkonzentriert und als Nährstofflieferant eingesetzt. Zusätzlich zum Konzentrat wird auch Reinwasser gewonnen, dass aufbereitetes Prozesswasser im Betrieb ersetzen kann.

Das innovative Membrandestillationsverfahren wird im Rahmen des Projektes von der AEE INTEC entwickelt. Das erhaltene Produkt wird umfangreich chemisch charakterisiert, der Fokus liegt auf toxischen Stoffen (EBC-Richtlinie) sowie der Quantität und Qualität der adsorbierten Nährstoffe und deren Bioverfügbarkeit im Boden. Nutricoal ermöglicht somit einen innovativen und nachhaltigen Lückenschluss hinsichtlich der energetischen und stofflichen Verwertung aller in einem Schlachtprozess anfallenden Low-value-Abfallströme zu einem hochwertigen und biobasierten High-value-Endprodukt. Hauptziel des Projektes sind die Entwicklung und Adaptierung der einzelnen Prozessschritte und die Optimierung der gesamten Prozesskette. Dieses Vorhaben stellt in Bezug auf Abfallverwertung und Produktentwicklung nicht nur für die fleischverarbeitende Industrie, wo europaweit an die zwanzig Millionen Tonnen Abfälle jährlich anfallen, sondern auch für Landwirtschaft und für die Biogasbranche ein Leuchtturmprojekt dar.


Projektleitung

DI (FH) Christian Platzer

Auftraggeber

FFG - Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH www.ffg.at

Projektpartner

Rudolf Großfurtner GmbH

Sonnenerde GmbH

Next Generation Elements GmbH

Status

laufend