SteamBio – Nutzung einheimischer Biomasse zur Herstellung von Rohstoffen für chemische und energetische Anwendungen

In dem vom Fraunhofer IGB koordinierten Projekt »SteamBio« wird ein Prozess entwickelt, um Lignocellulose‑Materialien, z. B. land‑ und forstwirtschaftliche Reststoffe, mit mobilen Anlagen lokal in den Regionen, in denen sie anfallen, so zu konditionieren, dass sie vollständig stofflich verwertet sowie optimiert transportiert, gelagert und verwertet werden können. Dies soll durch einen flexiblen Torrefizierungs‑ und Zerkleinungsprozess mittels überhitztem Wasserdampf geschehen. Elf Projektpartner aus vier europäischen Ländern forschen seit dem 1. Februar 2015 für drei Jahre gemeinsam in diesem herausfordernden Projekt.

© Fraunhofer IGB

Pilotanlage zur Torrefizierung von lignocellulosehaltigen Rohstoffen.

Torrefizierung und Transportkonditionierung von Holz

Holz bzw. Lignocellulose ist einer der wichtigsten nachwachsenden Rohstoffe. Im EU‑Projekt »SteamBio« hat das Fraunhofer IGB einen Prozess zur Vorbehandlung und Torrefizierung von lignocellulosehaltigen Roh‑ und Reststoffen weiterentwickelt, der auf dem Prinzip der Trocknung mittels überhitztem Wasserdampf bei Atmosphärendruck basiert. Bei der Torrefizierung wird die Biomasse in einer sauerstofffreien Dampfatmosphäre für eine bestimmte Prozesszeit erhitzt. Mit ca. 220 °C – 250 °C liegt die Prozesstemperatur unterhalb des Werts, ab dem eine Karbonisierung (Pyrolyse) stattfindet. Wasser und Hemicellulose werden mit weiteren flüchtigen Stoffen ausgetrieben und für eine Nutzung als Basischemikalien selektiv kondensiert. Übrig bleibt ein hydrophobes Material hoher Energiedichte, das sich leicht zu einem hochreaktiven Substrat vermahlen lässt.

 

Demonstrationsanlage im industriellen Maßstab

Zur Demonstration des Prozesses im industriellen Maßstab wurde im Projekt eine semi‑mobile Anlage gebaut. Sie besteht aus einem 20‑Fuß‑Container mit Vorlagebunker und Energiezentrale sowie einem 40‑Fuß‑Rahmen, in dem die Reaktoren zur Trocknung und Torrefizierung, eine Vorrichtung für den Feststoffaustrag (mit Kühlung) sowie Kondensatoren für die Volatil-Fraktion untergebracht sind. Der Durchsatz der Anlage kann je nach Substrat flexibel eingestellt werden und ist für 150 kg/h Rohmaterial (erntefrische Holzhackschnitzel) ausgelegt. Ebenso können Agrarabfälle wie Rebschnitt oder Presskuchen (Oliven, Wein, Obst) prozessiert werden.

Die Anlage ist für einen automatisierten, kontinuierlichen 24/7‑Betrieb ausgelegt und wird über eine am IGB entwickelte Software mit integrierter Datenerfassung gesteuert, die auch einen Fernwarteneingriff erlaubt. Installiert ist eine Heizleistung von 155 kW mittels elektrischer Elemente, um kompakt bauen, flexibel betreiben und die Energieströme besser messen zu können. Momentan werden beim Projektpartner in Spanien verschiedene Substrate im Demobetrieb torrefiziert und die torrefizierten Produkte charakterisiert.

Projektinformationen

Projekttitel

SteamBio – Flexible Superheated Steam Torrefaction and Grinding of Indigenous Biomass from Remote Rural Sources to Produce Stable Densified Feedstocks for Chemical and Energy Applications

 

Projektlaufzeit

Februar 2015 – Juli 2018   

 

Kooperationspartner

  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB (Deutschland) (Koordinator)
  • Heckmann Metall- und Maschinenbau GmbH (Deutschland)
  • Network New Europe Limited (Großbritannien)
  • Comercial e Industrial Aries SA (Spanien)
  • Sveriges Lantbruksuniversitet (Schweden)
  • Fundacion CIRCE – Centro de Investigacion de Recursos y Consumos Energeticos (Spanien)
  • AVA-CO²-Forschung GmbH (Deutschland)
  • University of Strathclyde (Großbritannien)
  • Normag Labor- und Prozesstechnik GmbH (Deutschland)
  • Urbion Consultores SL (Spanien)
  • Manrochem (Großbritannien)

Förderung

Die Forschungsarbeiten, die zu Ergebnissen in dem Projekt »SteamBio« führen, werden gemäß der Finanzhilfevereinbarung Nr. 636865 im Zuge des Rahmenprogramms für Forschung und Innovation Horizon 2020 der Europäischen Union gefördert.

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