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18. Apr 2017

Bioraffinerie

Bioraffinerie / Plug-flow ersetzt Rührkesselkaskade

Eine ergiebige, aber noch weitestgehend ungenutzte Rohstoffquelle für die chemische Industrie stellt Zellulose- und ligninhaltige Biomasse, also Holz, Stroh oder Abfälle aus der Nahrungsproduktion dar. Mit Hilfe von Enzymen können hier die polymeren Strukturen aufgebrochen und zu Zuckern aufgespalten werden. In Fermentern werden diese dann zu sogenannten Plattformchemikalien wie Bernstein- oder Muconsäure und über konventionelle Syntheserouten zu chemischen Zwischen- und Endprodukten umgewandelt.

EKATO hat für diesen Prozess ein alternatives Konzept für einen kontinuierlichen gerührten Reaktor entwickelt. Nach einer thermischen Vorbehandlung gelangt die wasserfeuchte Biomasse oben in den Reaktor und wird mit den Enzymen vermischt. Diese Mischung durchströmt den Rührbehälter, wird mit zunehmendem Aufschlussgrad dünnflüssiger und verlässt den Reaktor nahezu wässrig dünn. Um eine enge Verweilzeitverteilung und somit einen vollständigen Aufschluss in einem möglichst kleinen Volumen zu erzielen wird hierbei eine Kolbenströmung angestrebt.

Ein gezielter, auf die vorliegende Viskosität abgestimmter lokaler Leistungseintrag wird durch ein mehrstufiges Rührsystem ermöglicht. Die spezielle Formgebung des Rührorgans führt primär zu einer radialen Umströmung des Rührerblatts mit ein- und auswärts gerichteten Strömungsanteilen und sorgt so für eine gute Quervermischung mit innigem Kontakt von Enzym und Biomasse. Durch die Unterdrückung der Längsvermischung nähert sich das Verweilzeitverhalten dem erwünschten Prinzip einer Kolbenströmung an. Damit lässt sich diese Technologie mit minimalen Betriebs- und Investitionskosten realisieren.

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