EthaNa – Pilotierung der ethanolischen nativen Extraktion geschälter Rapssaat

Raps ist ein begehrter Rohstoff: Das hochwertige Rapsöl gilt als das beliebteste Öl der Deutschen und die bei der Ölgewinnung verbleibenden proteinreichen Rückstände werden teilweise als Futtermittel eingesetzt. Das Verfahren zur Aufbereitung von Raps nutzt jedoch hohe Drücke und Temperaturen, welche zu einer Denaturierung der Proteine führen, als auch umweltbelastende und teilweise toxische Chemikalien wie Hexan und Siedegrenzbenzine für die Extraktion des Rapsöls. Daher ist das Wertschöpfungspotenzial dieses Verfahrens nahezu erschöpft.

Alternativer Ansatz mit schonendem EthaNa-Verfahren

In dem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) geförderten Projekt »EthaNa« haben elf Partner aus Industrie und Forschung unter der gemeinsamen Koordination des Fraunhofer CBP und der B+B Engineering GmbH das schonende EthaNa-Verfahren zur Aufbereitung von Raps nach dem Prinzip einer Raps‑Bioraffinerie – von der Schälung der Rapssaat über den anschließenden Aufschluss bis zur Gewinnung des Öls aus den Rapskernen – weiterentwickelt und in einer Pilotanlage am Fraunhofer CBP demonstriert. Dabei stand die Integration einer alternativen Verarbeitungslinie von Raps im Fokus, die in die vorhandene Infrastruktur bestehender Ölmühlen eingebunden werden kann.

Im Vergleich zum etablierten Extraktionsverfahren mit dem Lösungsmittel Hexan erfolgen der Aufschluss und die Wertstoffgewinnung im EthaNa‑Projekt mit Ethanol. Dies ermöglicht es, die Qualität der Produkte Rapsöl und Rapskernkonzentrat deutlich zu verbessern. Darüber hinaus wird damit auch die Isolierung neuer, bislang nicht aus Raps produzierter Wertstoffe möglich, wie etwa sekundärer Pflanzeninhaltstoffe (Sinapinsäure, Tocopherole oder Glycosinolate) oder der Rapsschalen.

Pilotanlage für mildes EthaNa-Verfahren

Das milde EthaNa-Verfahren wird bei Umgebungsdruck und maximalen Temperaturen von 70 °C betrieben, verwendet Ethanol anstelle von Hexan oder Benzinen und verarbeitet geschälte Rapssaat. Zum Abschluss des Projekts 2022 wurde für dieses Verfahren am Fraunhofer CBP in Leuna eine Pilotanlage, bestehend aus einer Schäl- und einer Extraktionsanlage, errichtet und in Betrieb genommen.

EthaNa: Verbesserte Ölqualität, wertvolle Nebenprodukte

Es konnte gezeigt werden, dass das Öl im EthaNa-Verfahren aus der Rapssaat verdrängt wird, anstatt, wie eigentlich üblich, extrahiert zu werden. Folglich weist das so gewonnene Rapsöl eine höhere Qualität als konventionell gewonnenes auf. Zudem ist das Rapskernkonzentrat reich an nährstoffreichen Proteinen und beinhaltet signifikant weniger Schalen. Die Schalenfraktion ist ein zusätzliches Produkt, das zum Beispiel für die Herstellung von Dämmstoffen genutzt werden kann. Des Weiteren werden in Ethanol wertvolle Moleküle wie Sinapinsäure oder Phospholipide gelöst, die in der Kosmetik oder Pharmazie eingesetzt werden. Strategien, diese zu trennen und aufzuarbeiten, sind Gegenstand aktueller Forschungsarbeiten.

Rapskernkonzentrat mit nativen Proteinen

Durch die milden Prozessbedingungen des EthaNa-Verfahrens entsteht ein Rapskernkonzentrat, das reich an hochwertigen, nicht-denaturierten Proteinen ist. Wie dieses als Proteinquelle zur Herstellung von Nahrungsmitteln nutzbar gemacht werden kann, erforschen wir mit Partnern in dem jüngst gestarteten und von der EU geförderten Projekt Like-a-Pro.

Im Zuge des Projekts soll die EthaNa^®-Anlage bezüglich der Ölseparation weiter optimiert, die Größe der Rapssamen mit der Menge freigesetzten Öls korreliert und ein Gegenstromverfahren für die Ethanolextraktion etabliert werden.

Zudem führen wir derzeit Gespräche mit möglichen Kooperationspartnern aus Wissenschaft und Industrie, um vor allem die Verarbeitung neuer Rohstoffe in der EthaNa^®-Anlage zu erforschen. Als vielversprechende Kandidaten zählen hier Sonnenblumenkerne, Bucheckern oder Reststoffe wie Kaffeesatz oder Hanfsamen.