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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäuremethylestern
aus Palmfettsäuredestillat,
welches üblicherweise
mit PFAD abgekürzt
wird.
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Fettsäuremethylester
werden insbesondere zur Herstellung von Biodiesel verwendet. Ein
bekanntes Verfahren zur Herstellung von Biodiesel geht von Rapsöl aus, welches überwiegend
aus glyceridisch gebundenen Fettsäuren besteht. Bei Normaldruck
und leicht erhöhter
Temperatur werden bei dem bekannten Verfahren die Esterbindungen
der Triglyzeride getrennt und die entstehenden Fettsäuren mit zugegebenem
Methanol verestert, so dass letztlich eine Umesterung erfolgt. Das
dabei entstehende Glycerin wird von Biodiesel getrennt und vor allem
in der chemisch-technischen Industrie verwendet. Dieses an sich
bewährte
Verfahren weist jedoch auch eine Reihe von Nachteilen auf, die insbesondere
auf der Verwendung von Rapsöl
als Ausgangsmaterial beruhen. Denn obwohl in jüngerer Zeit eine stetig wachsende
Nachfrage nach erneuerbaren, nachwachsenden Energien besteht, sind
der enorme Flächenbedarf
zum Anbau genügender
Mengen von Rapspflanzen sowie damit einhergehende Sekundäreffekte
extrem nachteilig.
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Daher
ist auch bereits vorgeschlagen worden, Fettsäuremethylester, beispielsweise
Biokraftstoffe aus anderen Ausgangssubstanzen herzustellen, wie
z. B. aus PFAD (Palm Oil Fatty Acid Distilled). Bei PFAD handelt
es sich um einen Abfallstrom, der bei der Palmölherstellung anfällt. Im
Gegensatz zu Rapsöl
enthält
PFAD jedoch zum überwiegenden
Teil freie Fettsäuren
(FFA) und nur geringe Anteile an triglyceridischen Ölen, so
dass die bei Rapsöl
angewendeten Verfahren der Umesterung bei Einsatz von PFAD als Ausgangssubstanz
nicht anwendbar sind.
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Ausgangsmaterialien
mit hohem FFA-Gehalt > 40%
lassen sich dagegen u. a. sauer mit Schwefelsäure unter Zusatz von Methanol
zu den entsprechenden Methylestern umsetzen. Bei diesem Verfahren
wird unvollständig
umgesetzte FFA und glyceridisch gebundene Fettsäure abgetrennt und gehen in der
Ausbeute verloren.
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Ferner
ist allen PFAD-basierten Verfahren naturgemäß gemeinsam, dass die daraus
hergestellten Fettsäuremethylester
eine geringe Tieftemperatureignung aufweisen. Dies ist hauptsächlich auf
den hohen Gehalt an gesättigten
Fettsäuren
mit 16 oder mehr Kohlenstoffatomen (C 18:0 und C 20:0) zurückzuführen, die
bei niedrigen Temperaturen zum Ausflocken und damit zum Blockieren
von Einspritzanlagen der damit betriebenen Verbrennungsmotoren neigen.
Der Einsatz von Fettsäuremethylestern
aus PFAD als Kraftstoff für
Verbrennungsmotoren ist von daher in Ländern mit kalten Jahreszeiten,
beispielsweise Nord- und Mitteleuropa, mit erheblichen Schwierigkeiten
verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäuremethylestern aus
PFAD vorzuschlagen, welches eine gezielte Einflussnahme auf die
Molekülkettenlänge der
enthaltenden Fettsäuremethylester
gestattet, so dass dem jeweiligen Anforderungsprofil entsprechende
Fettsäuremethylester
erzeugt werden können
und überdies
das als Ausgangsmaterial verwendete PFAD möglichst vollständig in
wirtschaftlich verwertbare Produkte umgewandelt wird.
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Zur
Lösung
der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen
Ansprüche.
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Der
erfindungsgemäße Vorschlag
beruht darauf, dass Palmfettsäuredestillat
(PFAD) als Ausgangssubstanz in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten
in seine wesentlichen Bestandteile zu zerlegen und selektiv bestimmte
gewünschte
Fettsäuren in
entsprechende Fettsäuremethylester
umzuwandeln.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass in einem ersten Schritt das als Ausgangssubstanz
dienende PFAD fraktioniert wird, und zwar in eine erste Fraktion
umfassend freie Fettsäuren
mit 16 Kohlenstoffatomen, die nachfolgend als C16-FFA bezeichnet
werden, sowie in eine zweite Fraktion umfassend freie Fettsäuren mit
18 Kohlenstoffatomen, die nachfolgend als C18-FFA bezeichnet werden.
Darüber
hinaus bleibt ein Rest R1 übrig,
der im Wesentlichen aus höhermolekularen
Inhaltsstoffen, z. B. tricyceridisch gebundenen Fettsäuren (≥ C 20) besteht.
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In
einem der Fraktionierung nachfolgenden Schritt wird sodann die im
Rahmen der Fraktionierung erhaltene erste Fraktion umfassend C16-FFA mit
Methanol in Anwesenheit eines Katalysators zum entsprechenden Methylester
mit 16 Kohlenstoffatomen verestert, wobei dieser Ester nachfolgend
als C16-FAME bezeichnet wird. Gleichsam erfolgt auch eine Veresterung
der im Rahmen der Fraktionierung erhaltenden zweiten Fraktion umfassend
C18-FFA mit Methanol in Anwesenheit eines sauren Katalysators zum
entsprechenden Methylester mit 18 Kohlenstoffatomen, welcher nachfolgend
als C18-FAME bezeichnet wird. Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere
vorgesehen, die vorangehend erläuterte
Veresterung der Fraktion aus C16-FFA und der Fraktion aus C18-FFA
zu den jeweiligen Methylestern separat, d. h. getrennt voneinander
in unterschiedlichen Reaktionskolonnen durchzuführen.
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Nachdem
im zweiten Schritt die beiden Methylester C16-FAME und C18-FAME
hergestellt worden sind, kann sodann in einem dritten Schritt ein
gemäß den Anforderungen
ausgelegtes Elend aus dem C18-FAME unter Zusatz von C16-FAME hergestellt werden.
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Sofern
das erhaltene Elend aus den Fettsäuremethylestern als Biodiesel
verwendet werden soll, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, etwa
1 bis 20%, vorzugsweise 1 bis 12% an C16-FAME dem Gehalt an C18-FAME
im Rahmen der Herstellung des Elends beizumischen. Hierbei werden
die größeren prozentualen
Anteile an C16-FAME bis zu 20% bei der Herstellung eines für höhere Temperaturen geeigneten
Biodiesels zur Anwendung kommen, d. h. für ein Sommer-Biodiesel, während die
geringeren Ge halte an C16-FAME für
den Einsatz bei entsprechend niedrigeren Temperaturen, d. h. ein
Winter-Biodiesel geeignet sind.
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Der
Fachmann wird jedoch erkennen, dass es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist,
Elends aus C18-FAME und C16-FAME mit nahezu beliebigen Mischungsverhältnis herzustellen,
wenn dies der jeweilige Anwendungszweck der hergestellten Fettsäuremethylester-Blends
erfordert. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass die bei der Fraktionierung
des PFAD im ersten Schritt erhaltenen Fraktionen aus C16-FFA und C18-FFA
bei Einsatz von PFAD nahezu gleichgroß sind.
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Wenn
das erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung von Fettsäuremethylester
aus Palmfettsäuredestillat
eingesetzt wird, um einen der Norm entsprechenden Biodiesel herzustellen,
werden jedoch lediglich Elends mit 1 bis 12% Anteil an C16-FAME
benötigt.
Der im Rahmen der Fraktionierung des PFAD im ersten Schritt somit
anfallende Überschuss an
C16-FFA kann demzufolge als Teilstrom im Rahmen einer Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
nach der Fraktionierung separiert werden und als eigenständiges hochreines
Produkt verkauft werden.
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Wie
oben erwähnt,
werden im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens beim Fraktionieren
des PFAD nicht nur zwei Fraktionen aus C16-FFA und C18-FFA erhalten,
sondern auch noch ein überwiegend
aus triclyceridisch gebundenen Fettsäuren bestehender Rest R1. Um
diesen Rest R1 weiter aufschlüsseln
und einer Verwertung unterziehen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
diesen Rest R1 durch Zugabe von Wasser unter erhöhtem Druck einer Fettspaltung
zu unterziehen, wobei die folgende Reaktion abläuft: Triclyceride
+ Wasser = freie Fettsäuren
+ Glycerin + Wasser.
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Bei
dieser Fettspaltung werden u. a. auch freie Fettsäuren mit
16 Kohlenstoffatomen und freie Fettsäuren mit 18 Kohlenstoffatomen
erhalten, die erfindungsgemäß den bei
der Fraktionierung im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
erhaltenen Fraktionen aus C16-FFA und C18-FFA zugeschlagen werden.
Darüber
hinaus in der Fettspaltung anfallende kurzkettige freie Fettsäuren mit
weniger als 16 Kohlenstoffatomen werden separiert und können als
eigenständiges
Produkt verkauft werden, ebenso das während der Fettspaltung anfallende Glycerin. Übrig bleibt
nun noch ein nicht weiter verwerteter Rest R2.
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Dieser
Rest R2 kann gemäß einem
weiteren Vorschlag der Erfindung noch einer Abspaltung verwertbarer
Substanzen, wie Tocopherole, Carotinoide und Phytosterole unterzogen
werden, so dass letztlich nur noch ein geringer unverwertbarer Rest
R3 verbleibt. Es ist auch möglich,
den Rest R1 aus der Fraktionierung unmittelbar, d. h. ohne vorherige
Fettspaltung, einer Abspaltung der vorgenannten verwertbaren Substanzen
unter Erzeugung eines Restes R3' zu
unterziehen.
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Nach
einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird das als Ausgangssubstanz
dienende PFAD vor dem Fraktionieren im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
einer Vorbehandlung unterzogen, die beispielsweise eine Entgasung und/oder
Entsäuerung
umfassen kann. Hierbei werden insbesondere die leicht siedenden
Fettsäuren mit
weniger als 16 Kohlenstoffatomen separiert und als eigenständiges Verkaufsprodukt,
gegebenenfalls ergänzt
um die bei der Fettspaltung anfallenden Anteile an Fettsäuren mit
weniger als 16 Kohlenstoffatomen abgeführt.
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Weiterhin
schlägt
die Erfindung vor, dass die separat erzeugten Ströme aus C16-FAME
und C18-FAME vor der Blendherstellung im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens
einer Kreuzstromwäsche
z. B. mit verdünnter
Alkalilösung
und einer Wasserabtrennung unterzogen werden.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens
ausgehend von Palmfettsäuredestillat
(PFAD) Fettsäuremethylester herzustellen,
die überwiegend
aus C18-FAME sowie C16-FAME bestehen und beispielsweise als Biodiesel
für Verbrennungsmotoren
mit in weiten Grenzen einstellbarer Temperatureignung Verwendung
finden können.
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Weitere
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter
Hinzuziehung der in den Figuren wiedergegebenen Ablaufdiagramme erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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3 ein
drittes Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Wie
aus der 1 ersichtlich, dient als Ausgangsmaterial
Palmfettsäuredestillat
(PFAD), welches zunächst
einer Vorbehandlung unterzogen wird.
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Die
einzelnen Schritte der Vorbehandlung sind hier zur besseren Übersichtlichkeit
nicht gesondert dargestellt, es kann sich jedoch um die folgenden
Schritte handeln:
Zunächst
kann eine Entschleimung des PFAD zum Beispiel mit Hilfe von Zitronensäure oder
Phosphorsäure
und Wasser durchgeführt
werden. Hierzu wird Wasser mit der Zitronensäure zu einem definierten Gemisch
angemaischt und auf eine Temperatur von etwa 90°C erwärmt.
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Sodann
wird in den PFAD-Strom die wässrige
Zitronensäurelösung eingespritzt,
woraufhin in einem entsprechenden Reaktionsbehälter eine Ausflockung der Schleimstoffe
stattfinden kann. Es können auch
Siebabscheider und Zentrifugen zum Einsatz kommen, um eine weitere
Entschleimung der Ausgangssubstanz durchzuführen.
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Darüber hinaus
kann die Vorbehandlung auch eine Entgasung umfassen, die im Wesentlichen eine
Entfernung der leicht siedenden Komponenten, insbesondere kurzkettige
Fettsäuren
mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen sowie des enthaltenen Wassers
bewirkt.
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Die
Vorbehandlung kann des Weiteren auch noch eine Entsäuerung umfassen,
bei der ebenfalls Fettsäuren
mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere ein hochangereicherter
Fettsäureschnitt
C14 isoliert wird.
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Die
im Rahmen der Vorbehandlung anfallenden freien Fettsäuren mit
weniger als 16 Kohlenstoffatomen (< C16-FFA)
werden separiert und gesammelt, da sie als separates Produkt in
den Verkauf gelangen oder zu einer Weiterverarbeitung genutzt werden
können.
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Nachdem
das solchermaßen
vorbehandelte und bereits von freien Fettsäuren mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen
befreite PFAD die Vorbehandlung durchlaufen hat, wird es einer Fraktionierung,
d. h. im Wesentlichen einer Fettsäurefraktionierung unterzogen,
die beispielsweise als Vakuumfraktionierung in entsprechenden Kolonnen
durchgeführt
werden kann. Das in die Fraktionierung eingeleitete PFAD wird beispielsweise
auf eine Vorlauftemperatur von 265°C erwärmt, wobei die Kolonne selbst
bei einem Kopfdruck von max. 7 mbar betrieben wird. Bei diesen Bedingungen
verdampft die Fraktion der Flüssigphase,
die die freien Fettsäuren
mit den Kettenlängen
zwischen C16 und C18 enthält.
Zurück
bleibt ein Rest R1, der überwiegend
triclyceridisch gebundene Fette enthält und am Sumpf der Kolonne
ausgetragen wird.
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Die
Brüden
am Kopf der Kolonne, überwiegend
bestehend aus den freien Fettsäuren
mit Kettenlängen
zwischen C16 und C18 werden anschließend kondensiert und in einer
nachfolgenden Kolonne in die beiden dargestellten Fraktionen umfassend C16-FFA
sowie C18-FFA fraktioniert.
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Hieran
anschließend
erfolgt eine separate, d. h. getrennt voneinander durchgeführte Veresterung der
ersten Fraktion umfassend C16-FFA und der zweiten Fraktion umfassend
C18-FFA, was unter Erhitzung in einer Reaktionskolonne und der Zugabe von
Katalysatoren und Alkohol, hier Methanol erfolgt. Als Katalysatoren
eignen sich beispielsweise Schwefelsäure, Arylsulfonsäuren, wie
z. B. p-Toluolsulfonsäure
oder Xylolsulfonsäure,
Methansulfonsäure
sowie stark saure Ionenaustauscherharze.
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Somit
entstehen getrennte Stoffströme
umfassend C16-FAME als Ergebnis der Veresterung des C16-FFA bzw.
C18-FAME als Ergebnis der Veresterung des C18-FFA. Diese können nachfolgend
z. B. einer Kreuzstromwäsche
und einer Trocknung (Wasserentzug) unterworfen werden (in 1 nicht dargestellt).
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In
einem nun noch anschließenden
Schritt kann ein Blend aus C18-FAME sowie C16-FAME einer gewünschten Zusammensetzung hergestellt
werden, welches sodann als Biodiesel für Verbrennungsmotoren Verwendung
finden kann.
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Der
Anteil des dem Blend zugesetzten C16-FAME kann in weiten Grenzen
geregelt werden, wobei für
ein Biodiesel je nach Temperatur 1 bis 12% C16-FAME bezogen auf
den Gehalt an C18-FAME dem Blend hinzugefügt werden. Das verbleibende C16-FAME wird gesammelt
und kann separat verkauft oder weiterverarbeitet werden.
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Da
die Anteile an freien Fettsäuren
mit 16 und 18 Kohlenstoffatomen in PFAD vergleichbar hoch sind,
führt die
vorangehend beschriebene Biodieselherstellung zu einem erhöhten Anfall
an nicht verbrauchtem C16-FAME. Insoweit ist es möglich, bereits
vor der Veresterung der freien Fettsäure C16-FFA zum C16-FAME einen
Teilstrom des C16-FFA zu separieren und separat in den Verkauf oder
die Weiterverarbeitung zu bringen, um auf diese Weise die im Rahmen
des Verfahrens erzeugte Menge an C16-FAME zu begrenzen.
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Der
Rahmen der Fraktionierung anfallende Rest R1, der im Wesentlichen
triclyceridisch gebundene Fettsäuren
umfasst, wird zur weiteren Verwertung einer Fettspaltung zugeführt, um
die im Rest R1 enthaltenen Triclyceride durch Zugabe von Wasser unter
hohem Druck in freie Fettsäuren
unter Freisetzung von Glycerin und Wasser aufzuspalten.
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Hierzu
wird beispielsweise eine Kolonne mit Dampf von hohem Druck, z. B.
ab 40 bar betrieben und ein Glycerin-Wassergemisch eingedampft.
Das Fett strömt
aufgrund seiner geringen Dichte nach oben im Gegenstrom zu dem nach
unten fließenden Glycerin-Wassergemisch,
so dass in der Reaktionszone der Kolonne eine Hydrolyse des Fettes
stattfinden kann. Das durch Auskondensieren erhaltene Glycerin wird
separiert und kann als eigenständiges Produkt
in den Verkauf oder zur Weiterverarbeitung gelangen.
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Darüber hinaus
werden die im Rahmen der Fettspaltung freigesetzten Fettsäuren mit
weniger als 16 Kohlenstoffatomen gemeinsam mit den in der Vorbehandlung
gewonnenen Fettsäuren
mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen gesammelt, um auch diese als separate
Produkte verkaufen oder weiterverarbeiten zu können. Die im Rahmen der Fettspaltung
abgespaltenen freien Fettsäuren
mit 16 bzw. 18 Kohlenstoffatomen werden den im Rahmen der Fraktionierung
erhaltenen Fraktionen aus C16-FFA und C18- FFA zugeschlagen. Übrig bleiben noch freie Fettsäuren mit
mehr als 18 Kohlenstoffatomen sowie weitere Fette und Öle, die
als Rest R2 abgeführt
werden.
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Hierbei
gewährleistet
die beschriebene Umsetzung der Ausgangssubstanz PFAD in ein als
Biodiesel geeigneten Fettsäuremethylester
sowie freie Fettsäuren
mit weniger als 16 Kohlenstoffatomen, freie Fettsäuren mit
16 Kohlenstoffatomen, einen Fettsäuremethylester, der nahezu
ausschließlich
Moleküle
mit 16 Kohlenstoffatomen umfasst, reines Glycerin sowie einen geringfügigen Rest
R2 eine optimale stoffliche Verwertung der Ausgangssubstanz PFAD.
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In
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2 wird
ein zusätzlicher
Schritt im Vergleich zu 1 eingeführt, indem der erzeugte Rest
R2 nachfolgend noch eine Separationsstufe durchläuft.
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Aus
diesem Rest R2 können
hierbei nach bekannten Verfahren z. B. noch enthaltene verwertbare Substanzen,
wie Tocopherole, Carotinoide und Phythosterole gewonnen werden,
so dass letztlich nur noch ein Rest R3 verbleibt. Alle übrigen Verfahrensschritte
und -abläufe
entsprechen denen der 1.
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Gemäß dem alternativen
Ausführungsbeispiel
der 3 ist es auch möglich, anstelle der in 1 vorgesehenen
Fettspaltung den Rest R1 unmittelbar einer Separation verwertbarer
Substanzen, wie Tocopherolen, Carotinoiden und Phytosterolen zu
unterziehen, um sodann einen verbleibenden Rest R3' zu erhalten. Alle übrigen Verfahrensschritte und
-abläufe
entsprechen denen in 1.
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Ausführungsbeispiel:
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Für die kontinuierliche
Herstellung von Fettsäuren
und Fettsäureestern
(FAME) aus PFAD wurde ein Anlagenaufbau mit folgenden Verfahrensstufen
erstellt und betrieben:
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0. Vorbehandlung:
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1,0
t PFAD (palm fatty acid destilled) wurde auf 68°C vorgewärmt und mengengeregelt mit
80 kg/tPFAD => 0,8% (bezogen auf eingesetztes PFAD) einer
7,5%igen wässrigen,
auf ca. 90°C
erwärmten Zitronensäurelösung ca.
60 Minuten durchmischt. Dabei flockten geringe Mengen noch im PFAD
enthaltenen Lipide und Phosphatide aus. Zur Vervollständigung
dieser Entschleimung wurde dem Gemisch 80 kg/tPFAD vollentsalztes,
erwärmtes
Wasser zugesetzt, gemischt und mit Druckluft überlagert.
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Zur
Abtrennung der Schleimstoffe wurde das Gemisch über Separatorzentrifugen gefahren.
Je nach Rohstoffqualität
wurden ca. 2% vom eingesetzten PFAD an Verunreinigungen und Schleimstoffen abgetrennt
und ausgeschleust.
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1. Fraktionierung:
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Das
so vorbehandelte, entschleimte und auf 110°C erhitzte PFAD wurde in mehreren
Stufen einer kontinuierlich arbeitenden Fraktionierung im Vakuum unterworfen.
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1.1 Trocknung
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Dabei
wurde der Rohstoff in einem ersten Schritt am Kopf einer Kolonne
eingespeist und im Vakuum entgast und getrocknet. Wasser und Leichtsieder
wurden hierbei aus den anfallenden Brüden kondensiert und die organischen
und wässrigen
Phasen voneinander getrennt.
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1.2 Entsäurung
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Das
Bodenprodukt der Trocknungskolonne wurde sodann zur Abtrennung von überwiegend
Myristinsäure
C14:0 und anderen kürzerkettigen
Fettsäuren
mittig auf eine Packungskolonne aufgegeben.
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1.3 Rückstandsverdampfung
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Das
Triglyceride, Fettsäuren >= C16 und weitere wertvolle
Pflanzeninhaltsstoffe beinhaltende Sumpfprodukt von der Entsäurungskolonne
wurde gesammelt und kontinuierlich in einen unter einem Vakuum von
ca. 7 mbar stehenden Flashbehälter entspannt
(Rückstandsverdampfung).
Dabei wurden die freien Fettsäuren
spontan verdampft und über
einen Tropfenabscheider im oberen Teil der Rückstandsverdampfung ausgetragen
und kondensiert. Das Bodenprodukt wurde einer Kurzwegdestillationsstufe
bei 3 mbar und ca. 270°C
zugeführt.
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1.4 Kurzwegdestillationsstufe
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Hier
wurden überwiegend
Fettsäuren >= C16 nachverdampft,
am Kopf des Verdampfers kondensiert, gesammelt und gemeinsam mit
dem Kopfproduktstrom aus der Rückstandsverdampfung
der C16/C18-Trennung zugeführt.
Das Rückstandsprodukt
der Kurzwegdestillation wurde zur Ausbeuteerhöhung einer Fettspaltung zugeführt.
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1.4 C16/C18 Fraktionierung
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Das
Fettsäuregemisch
aus dem Destillat des Flashbehälters
wurde nun auf eine Packungskolonne mittig aufgegeben, in der der
zugeführte
Fettsäurestrom
in eine kopfseitig die Kolonne verlassende C16:0 Fraktion mit einem
Palmitinsäuregehalt
von ca. 98% und eine im Abtriebsteil der Kolonne abgezogene C18-Fettsäurefraktion
zerlegt wurde. Die C18 Fraktion enthielt max. 1% C16:0 Palmitinsäure und
max. 0,5% C20 Fettsäure.
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1.5 Fettspaltung
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Die
schwersiedende Phase der Kurzwegdestillation wurde im unteren Teil
einer Spaltkolonne kontinuierlich aufgegeben und das erforderliche
Reaktionswasser mengengeregelt im Kopfbereich der Kolonne nach dem
Gegenstromprinzip eingespeist.
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Im
Sumpf der gefluteten Bodenkolonne wurde Dampf mit einem Druck von
ca. 40 bar eingeleitet und dadurch die Fettspaltung bei 240°C durchgeführt.
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Im
Sumpf erfolgte durch kontinuierliche Phasentrennung der Abzug von
Glycerin-/Wassergemisch,
welches atmosphärisch
entspannt und kondensiert wurde.
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Die
Glycerin-/Wassergemisch (Rohglycerin) wurde anschließend aufkonzentriert.
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Die
am Kopf austretende Fettsäure
(leichte Phase) wurde atmosphärisch
entspannt und gemeinsam mit dem PFAD zur Entgasung rückgeführt.
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2. FAME-Herstellung:
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2.1 Veresterung
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FAME
C16 wie auch das FAME der C18-Fettsäurefraktion wurde in separaten
Linien in kontinuierlicher Fahrweise erhalten, indem die Fettsäure mit
Methanol in einer Veresterungskolonne unter Zusatz eines sauren
Katalysators (0,1–1,0
Massenprozent bezogen auf Fettsäure)
wie z. B. Schwefelsäure,
Methansulfonsäure,
Arylsulfonsäuren
oder unter Verwendung eins stark sauren Ionenaustauscherharzes umgesetzt
wurde.
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2.2 Wäsche
und Trocknung
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Das
rohe C16- oder C18-FAME wurde danach in einer zweistufigen Gegenstromwäsche mit Wasser
und verdünnter
Natronlauge (40%-ig) neutralisiert bzw. in verdünnter Zitronensäurelösung gereinigt
und anschließend
im Vakuum von restlichem Methanol und Wasser befreit.