Forscher verwandeln Molke in Bio-Klebstoff
Fraunhofer IKTS und TU Dresden gewinnen Ethylacetat mit einem Reinheitsgehalt von 97,5 Prozent
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Bioreaktor zur effizienten Abtrennung von Ethylacetat aus Molke (Foto: ikts.fraunhofer.de) |
Dresden (pte023/01.09.2022/12:30)
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS http://ikts.fraunhofer.de und der TU Dresden http://tu-dresden.de extrahieren in einem neuen Verfahren aus Molke wertvolles Ethylacetat mit einem Reinheitsgehalt von 97,5 Prozent. Es lässt sich beispielsweise zur Herstellung umweltfreundlicher Klebstoffe, Druckfarben, Lacke sowie Reinigungsmittel nutzen und ersetzt damit das herkömmliche Ethylacetat aus fossilen Rohstoffen. Auch entfalle die aufwendige Entsorgung der sonst entstehenden Melasse.
Melasse in Bioreaktor fermentiert
Im ersten Schritt des Trennungsprozesses wird die Melasse im Bioreaktor fermentiert. Der Reaktor wird dabei belüftet, um aerobe Bedingungen einzustellen. Es entsteht ein Gas-Dampf-Gemisch, das als Bestandteil Ethylacetat enthält. Dieses wird dann durch spezielle Kompositmembranen abgetrennt. "Als Abfallprodukt bleibt ein Gas-Wasserdampf-Gemisch zurück, das problemlos in die Umwelt abgegeben werden kann", sagt Marcus Weyd, Leiter der IKTS-Gruppe Membranverfahrenstechnik und Modellierung.
Bei der für das Verfahren neu entwickelten Kompositmembran werden Polymere mit anorganischen Partikeln auf Basis von Zeolith (Silikalith-1) kombiniert. "Als Polymer verwenden wir flüssigen Siliconkautschuk, der mit Zeolith vermischt und anschließend auf ein stützendes Polyestervlies aufgebracht und ausgehärtet wird. Die Membran ist insgesamt nur zehn Mikrometer dick, die Porengröße liegt bei 0,5 Nanometern", so Thomas Hoyer, IKTS-Spezialist für Zeolithmembranen und Nanokomposite.
Kompositmembran als Schlüssel
Die Trennwirkung entsteht durch eine chemische Wechselwirkung zwischen Zeolith und Ethylacetat. "Die Moleküle werden durch den Zeolith adsorbiert, gleiten an den Porenoberflächen entlang und diffundieren so durch die Kompositmembran", erklärt Hoyer. Es sei auch nicht nötig, hohen Druck anzulegen, um das Ethylacetat gewissermaßen durch die Membran zu pressen. "Es genügt eine gewisse Partialdruckdifferenz, um die chemische Wechselwirkung und die anschließende Diffusion zu initiieren."
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