DE102011055559A1

DE102011055559A1 - Verfahren zum Entfernen von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten

Info

Publication number: DE102011055559A1
Application number: DE201110055559
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Peters; Reinhard Koch; Frank Werner; Oliver Schäfer; Markus Cornils; Dieter Lüders; Dr. Bohnen Frank; Dr. Morell Heiko; Massoud Jalalpoor
Original assignee: Vesta Biofuels Brunsbuettel & Co KG GmbH; Grace GmbH
Current assignee: Vesta Biofuels Brunsbuettel & Co KG GmbH; Grace GmbH
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2011-11-21
Publication date: 2013-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten, umfassend die nachfolgenden Schritte: – Zugeben zumindest eines Hydrogels zu einem in flüssiger Form vorliegenden Altspeiseöl oder -fett in einer Menge im Bereich von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 2,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%; – Vermischen des mindestens einen Hydrogels mit dem Altspeiseöl oder -fett unter Erhalt einer Mischung und – Filtrieren der Mischung unter Abtrennung des Hydrogels und des Polyolefins aus dem Altspeisöl oder -fett. Das erfindungsgemäße Verfahren führt in überraschender Weise dazu, dass das Polyolefin im Filtrationsschritt fast vollständig entfernt werden kann. Hierdurch kann das Verfahren zum Reinigen von Altspeiseöl oder -fett deutlich vereinfacht werden und ein qualitativ hochwertiger Biokraftstoff bereitgestellt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten.
Neben der Abfallvermeidung spielt die Wiederverwertung oder das Recycling von Abfallprodukten nach wie vor eine wesentliche Rolle. Aufgrund des ständig steigenden Energiebedarfs und der sich erschöpfenden fossilen Brennstoffe sind dabei besonders energetische Verwertungen derartiger aufgearbeiteter Produkte von zunehmender Bedeutung. Hierbei steht das Streben nach mehr Nachhaltigkeit im Vordergrund und die in vielen Staaten erlassenen oder in Planung befindlichen Nachhaltigkeitsverordnungen führen zu einer verstärkten stofflichen Nutzung von Abfallprodukten, insbesondere im Rahmen einer energetischen Nutzung als Treib- oder Brennstoffe. In Abhängigkeit von ihrer Herkunft und den damit unerwünschten Inhaltsstoffen müssen diese Abfallprodukte zum Teil in aufwändigen Verfahren aufgereinigt werden, um hieraus spezifikationsgerechte Biotreibstoffe und Biobrennstoffe in konventionellen Konversionsanlagen herstellen zu können. Hierbei kommen Altspeiseölen und Altspeisefetten eine besondere Bedeutung zu (siehe Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung und Biostrom-Nachhaltigkeitsverordnung (BioSt-NachV) der Bundesrepublik Deutschland).
Eine unsachgemäße Entsorgung von Altspeiseölen und -fetten kann nicht nur zu Schäden im öffentlichen Abwasserversorgungssystem führen, sondern vernichtet auch einen nach wie vor wertvollen Grundstoff vor allem für die Aufarbeitung zu Biobrenn- und -kraftstoffen, insbesondere Biodiesel.
Biodiesel ist bekanntermaßen ein biosynthetischer Kraftstoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen als Ersatz für Kraftstoff auf Erdölbasis dient. Die Herstellung erfolgt in der Regel durch Umesterung von Ölen, wie Rapsöl, mit Alkohol, wie Methanol. Die Reaktion läuft unter Verwendung von Methanol als Alkohol wie folgt ab: Triglycerid + Methanol + Katalysator → Fettsäure-Methylester + Glycerin
Das Hauptziel der Umesterung ist die Verringerung der Viskosität. Die Umesterung wird unter Verwendung eines Katalysators, wie Kalilauge, für mehrere Stunden bei Temperaturen zwischen 50°C und 70°C durchgeführt. Nach der Beendigung der Reaktion liegt das Gemisch in zwei Phasen vor: Die leichte Phase enthält den Fettsäureester (Biodiesel) mit Beimengungen von Alkohol, die schwere Phase enthält hauptsächlich Glycerin und Nebenprodukte. Nach Trennung der Phasen wird der Biodiesel zur Aufarbeitung gewaschen, um Spuren von Katalysator zu entfernen. Der überschüssige Alkohol kann durch Destillation entfernt werden und ein Trocknungsschritt kann sich anschließen.
Damit Öle bzw. Fette, wie Rapsöl, als Biokraftstoffe eingesetzt werden können, müssen diese bestimmte Grenzwerte hinsichtlich des Phosphor-, Calcium-, Magnesium- und Eisen-Gehalts, der Säurezahl und des Wassergehalts erfüllen. Die freien Fettsäuren und das Wasser führen mit den eingesetzten Katalysatoren zur Bildung von unerwünschten Seifen, welche die Trennprozesse während der Biodieselherstellung durch Emulsionsbildung behindern und so zu schlechteren Gesamtausbeuten, schlechteren Umesterungsraten und erhöhten Natrium- bzw. Kaliumgehalten im fertigen Biodiesel führen. Auch kann die Umesterungsreaktion hierdurch beeinträchtigt oder gar gänzlich unterbunden werden.
Erhöhte Phosphorgehalte (z. B. durch Phospholipide, wie Lecithine) im Öl oder Fett wirken sich durch ihre emulgierende Wirkung ebenfalls störend auf die Trennprozesse während der Biodieselherstellung aus. Erhöhte Calcium-, Magnesium- und Eisenwerte im Öl oder Fett wirken sich zwar nicht störend auf den Herstellungsprozess aus, liegen aber im fertigen Biodiesel vor, so dass die vorgeschriebenen Grenzwerte nicht mehr eingehalten werden können.
Die Reduzierung des Phosphorgehalts und damit des Calcium-, Magnesium- und Eisengehalts bezeichnet man als Degummierung oder Entschleimung, die Verringerung des Gehalts der freien Fettsäuren als Entsäuerung oder Neutralisation.
Zur Degummierung (Entschleimung) werden beispielsweise wasserlösliche Phospholipide durch Zugabe und Einmischen von Wasser in das Öl oder Fett bei höheren Temperaturen, beispielsweise im Bereich von etwa 35°C bis 90°C, ausgewaschen. Die Phospholipide lösen sich in der Wasserphase und können unter Verwendung von Schwerkraft oder mittels eines Separators, beispielsweise durch Dekantieren oder Zentrifugieren, abgetrennt werden. Durch dieses Verfahren werden auch andere wasserlösliche Bestandteile des Öls oder Fetts entfernt. Diese Verfahrensweise bezeichnet man auch als wässerige Degummierung oder Wasserentschleimung. Wasserentschleimtes Öl hat gegenüber rohem Öl den Vorteil, dass es während Transport und Lagerung keinen Niederschlag bildet.
Wasserunlösliche Phospholipide, wie beispielsweise Phosphatidsäuren oder Phosphatidylethanolamin, werden zum Beispiel durch Zugabe einer Säure, wie Zitronensäure oder Phosphorsäure, chemisch modifiziert und in wasserlösliche Phospholipide umgewandelt, die wie oben ausgeführt, abgetrennt werden können. Zur Abtrennung der zugegebenen Säure kann dann eine entsprechende Lauge, z. B. Natronlauge, zugegeben werden. Dieses Verfahren bezeichnet man auch als saure Degummierung. Hiermit können generell Eiweiß- und Kohlenhydratverbindungen ausgefällt werden, die das Öl sonst eintrüben würden.
Nach Abtrennung der Schleimstoffe erfolgt in der Regel eine Wasserwäsche, um das Öl oder Fett von verbliebenen Resten an Schleimstoffen, Säure, Lauge oder Salzen zu reinigen. Eine Wasserwäsche wird generell eingesetzt, um wasserlösliche Bestandteile zu entfernen. Das Waschwasser kann wieder unter Verwendung von Schwerkraft oder mit Hilfe eines Separators, beispielsweise durch Dekantieren oder Zentrifugieren, abgetrennt werden.
Die Entsäuerung oder Neutralisation erfolgt beispielsweise durch Zugabe und Einmischen von wässeriger Lauge, wie Natronlauge, in das Öl oder Fett bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise im Bereich von etwa 35°C bis 90°C, um die freien Fettsäuren zu neutralisieren. Die entstandenen Seifen, d. h. Salze aus Lauge und Fettsäure, können wieder durch Schwerkraft oder über einen Separator abgetrennt werden. Nach Abtrennung der Seifen erfolgt gegebenenfalls wieder eine Wasserwäsche, wie bereits erläutert.
Die beschriebenen Behandlungsverfahren zur Reinigung von Ölen oder Fetten werden selbstverständlich auch bei der Aufarbeitung von Altspeiseölen und -fetten eingesetzt, um aus diesen Biokraftstoff herzustellen.
Die Aufarbeitung von Altspeiseölen und -fetten mit dem Ziel als Biokraftstoff eingesetzt zu werden, hat jedoch das weitere Problem, dass diese zu hohe Mengen an Polyolefinen enthalten. Zur Entsorgung und gegebenenfalls Wiederaufarbeitung von Altspeiseölen und -fetten ist es bekannt, dass diese gesammelt und in Altstoffsammelzentren abgegeben werden können. Die Altspeiseöle und -fette werden dabei in der Regel in Behältern aus Polyolefinen, wie Polyethylen oder Polypropylen, gesammelt. Bei der Aufarbeitung von Altspeiseölen und -fetten werden die Behälter dann grob geschreddert und zusammen mit den Altspeiseölen und Altspeisefetten in großen Schmelzbecken aufgeschmolzen. Anschließend werden die Behälterreste zusammen mit den groben Partikeln entfernt und die so erhaltenen Altspeiseöle und -fette der weiteren Aufarbeitung oder Verwendung zugeführt. Während des Schmelzvorgangs lösen sich die vorhandenen Polymere, die nicht durch die Grobfiltration entfernt werden konnten. Abhängig von der Schmelztemperatur und der Verweildauer im Schmelzbecken können mehr als 1000 ppm an Verunreinigungen in Form von gelöstem Polyolefin (gemäß ISO 6656) vorliegen. Diese Polyolefin-Verunreinigungen in den Altspeiseölen und -fetten, die im Wesentlichen aus Polyethylen und Polypropylen bestehen, stellen bei der (Weiter-)Verarbeitung dieser Rohstoffe, beispielsweise zu Biodiesel, ein erhebliches Problem dar. Sind Polyolefin-Verunreinigungen in den verwendeten Altspeiseölen oder -fetten enthalten, werden diese Verunreinigungen während der Herstellung von Biodiesel nicht durch die üblichen Separationsverfahren, wie z. B. Zentrifugieren, Absetzen lassen in Absetzbehältern oder Filtrieren, z. B. mit Beutelfiltern, entfernt, sondern verteilen sich im gesamten hergestellten Produkt, d. h. im erzeugten Biodiesel und in der Glycerinphase. Auch bei den beschriebenen Behandlungsverfahren zur Degummierung und Neutralisation der Öle oder Fette können Polyolefine nur in untergeordnetem Maße – wenn überhaupt – entfernt werden.
Aus den vorhandenen Polyolefin-Verunreinigungen resultieren Qualitätsprobleme, die sich in den Parametern des aus den Altspeiseölen und -fetten hergestellten Biodiesels in Form der sog. Gesamt-Verschmutzung nachteilig wiederspiegeln (Total Contamination, ISO EN 12662). In bekannten Produktionsläufen mit Altspeiseölen oder -fetten, die ca. 300 ppm Polyethylen (PE) gemäß ISO 6656, enthielten, wurden Gesamtverschmutzungen und Polyethylengehalte von über 150 ppm im resultierenden Biodiesel gemessen.
Aus dem Stand der Technik sind nun bereits Verfahren zum Entfernen von unerwünschten Bestandteilen, insbesondere polymeren Materialien, aus Fetten oder Ölen bekannt:
So beschreiben das US Patent 3,758,533 und die parallele DE-OS 2 213 782 ein Verfahren zur Entfernung von polymeren Verunreinigungen, wie Polyethylen, aus Fetten, wobei man die Temperatur des Fettes zwischen dem Schmelzpunkt des Fettes und 95°C einstellt, wodurch die Verunreinigungen im Fett unlöslich werden und aus diesem durch Filtration abgetrennt werden können. Nachteilig an diesem Verfahren ist, dass aus dem Fett zunächst das gesamte Wasser entfernt werden muss. Dies erfolgt im beschriebenen Beispiel gemäß einem aufwändigen Verfahrensschritt unter Verwendung eines Vakuums von 27 mm Hg und Erhitzen auf 102°C. Dies stellt einen Verfahrensschritt mit sehr hohem energetischen Verbrauch dar und somit keinen ökonomisch gangbaren Weg. Auch kommen in diesem Verfahren Bleicherden als Filterhilfsmittel zum Einsatz, die nach dem Filtrieren als Rest im Filterabwurf verbleiben, stark selbstentzündlich sind und bei der Lagerung und Entsorgung einer besonderen Behandlung bedürfen.
Die EP 1 859 852 A1 beschreibt ein Verfahren zur Abtrennung von Wasser oder anderen hydrophilen Substanzen aus Ölen, Fetten oder anderen lipophilen Substanzen mittels poröser Membranen sowie einer Vorrichtung hierfür. Im Einzelnen wird ein Verfahren zur Entfernung von hydrophilen Stoffen aus einer Emulsion bzw. einem Gemisch mit einer lipophilen und einer hydrophilen Phase mittels Mikrofiltrations- oder Ultrafiltrationsmembranen offenbart, wobei die Emulsion oder das Gemisch über eine hydrophobe Membran, deren Benetzungswinkel für Wasser > 90° ist, geführt wird, wobei das Öl durch die Membran permeiert und die hydrophile Phase von der Membran zurück gehalten wird. Nachteilig an derartigen Verfahren ist die Verwendung hochspezieller Membranen, die relativ teuer in der Herstellung sind und häufig keine besonders lange Haltbarkeit aufweisen. Zudem ist der Durchsatz bzw. die Ausbeute für ein wirtschaftlich zu führendes Verfahren häufig relativ gering. Membranen erfordern zudem eine konstante Instandhaltung und Qualitätskontrolle, da bereits kleine Beschädigungen Auswirkungen auf die Abtrennung haben.
Ferner beschreibt die US 4,159,992 ein Verfahren zur Entfernung von Kunststoff-Verunreinigungen über eine Sequenz von Extraktionen, wobei das Fett von den Kunststoff-Verunreinigungen abgereichert wird. Derartige Extraktionsverfahren sind zeit- und arbeitsaufwändig und haben einen hohen Verbrauch an Extraktionsmitteln bei relativ mäßigen Ausbeuten.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen von Polyolefin-Verunreinigungen aus Altspeiseölen oder -fetten bereitzustellen, wobei die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden sollten, d. h. es sollten keine Verfahrensschritte mit übermäßig hohem Energieverbrauch und keine zeit-, arbeits- und kostenaufwändigen Abtrennungsverfahren erfolgen. Auch sollten während des Verfahrens keine zusätzlichen Abfallprodukte entstehen, deren Lagerung und Entsorgung neue Probleme aufwirft. Erfindungsgemäß sollte ein Verfahren zum Abtrennen von Polyolefin-Verunreinigungen aus Altspeiseölen oder -fetten bereitgestellt werden, das deutlich sicherer und ökonomischer durchführbar ist als bekannte Verfahren aus dem Stand der Technik, das keine aufwändige Wasserentfernung benötig und auf den Einsatz von empfindlichen Membranen gänzlich verzichtet. Außerdem sollte das erfindungsgemäße Verfahren die Abtrennung von Polyolefinen aus Altspeiseölen und -fetten in einfacher Weise in hohem Maße ermöglichen.
Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Abtrennen von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten, umfassend die nachfolgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge und ohne Zwischenschritte:

– Zugeben zumindest eines Hydrogels zu einem in flüssiger Form vorliegenden Altspeiseöl oder -fett in einer Menge im Bereich von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 2,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%;
– Vermischen des mindestens einen Hydrogels mit dem Altspeiseöl oder -fett unter Erhalt einer Mischung und
– Filtrieren der Mischung unter Abtrennung des Hydrogels und des Polyolefins aus dem Altspeisöl oder -fett.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Verfahren zur Verfügung, mit dem die Abtrennung von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten in einfacher Weise nahezu quantitativ gelingt, so dass eine Weiterverarbeitung zu qualitativ hochwertigen Biokraftstoffen erfolgen kann.
Bei Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurden zunächst Versuche durchgeführt, um das Polyolefin, insbesondere Polyethylen, aus den Altspeiseölen und -fetten mit Hilfe handelsüblicher Filterhilfsmittel und Filtersysteme, wie z. B. Filter und Filtersysteme der Fa AMA GmbH, zu entfernen. Als Filterhilfsmittel wurden z. B. Filtracell oder Dicalite verwendet. Hierbei zeigte sich, dass Filtracell und Dicalite in der Lage sind, Polyethylen aus Seifen-freien Altspeiseölen und -fetten zu entfernen. Altspeiseöle und -fette mit einem Gehalt von mehr als 1% freien Fettsäuren und Seifen konnten jedoch nicht zufriedenstellend filtriert werden, da sich die Filter innerhalb kürzester Zeit zusetzten oder keine hinreichende Abreicherung von Polyethylen erzielt werden konnte. Die Entfernung von freien Fettsäuren und Seifen aus Altspeisefetten und -ölen durch Verfahren, wie z. B. die Degummierung oder Entschleimung, führt jedoch zu hohen Ausbeuteverlusten, da die Seife vorhandenes Öl und Fett emulgiert und während des Prozesses in den Separatoren mit den Seifen zusammen ausgeschleust wird.
Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass eine Vorbehandlung von Altspeiseölen und -fetten, die freie Fettsäuren und Seifen enthalten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hydrogelen, bevorzugt Silica-basierten Hydrogelen, zu einer nahezu quantitativen Abtrennung der enthaltenen Polyolefine führt. So führt die erfindungsgemäße Vorbehandlung der Altspeiseöle und -fette zu einer erheblichen Verlängerung der Filterstandzeiten bei gleichzeitig signifikant verbesserter Entfernung des enthaltenen Polyolefins während des Filtrationsvorgangs.
Das Altspeiseöl oder -fett ist im Rahmen der Erfindung nicht besonders beschränkt, es kann jedes Altspeiseöl oder -fett zum Einsatz kommen. Unter „Altspeiseöl oder -fett” soll erfindungsgemäß jede Art an gebrauchtem Speiseöl oder -fett verstanden werden, entweder basierend auf pflanzlichen oder tierischen Ölen oder Fetten, bevorzugt pflanzlichen Ölen oder Fetten, unabhängig von der speziellen Zusammensetzung oder Herkunft. Altspeiseöle und -fette entstehen überall dort, wo Speiseöle oder Speisefette zum Einsatz kommen, beispielsweise im Haushalt, in Gaststätten, Fastfood-Restaurants, der Lebensmittel-verarbeitenden Industrie und dergleichen.
Im Wesentlichen bestehen Öle oder Fette aus Glycerin als Grundträger und daran angelagerten Fettsäure-Molekülen, die unter Abspaltung von Wasser an Glycerin gebunden sind, wobei sich die verschiedenen Öle und Fette lediglich in der Länge der Kohlenwasserstoff-Ketten und der Anzahl ihrer Doppelbindungen voneinander unterscheiden. Speiseöle und -fette sind für den menschlichen Verzehr geeignete Öle und Fette.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ausgehend von vorbehandeltem oder nicht vorbehandeltem Altspeiseöl oder -fett durchgeführt werden.
Bei vorbehandeltem Altspeiseöl oder -fett handelt es sich um Altspeiseöl oder -fett, das bereits einem oder mehreren Behandlungsverfahren unter Entfernung störender Bestandteile unterzogen wurde, wie beispielsweise einer wässerigen oder sauren Degummierung, einer Neutralisation der freien Fettsäuren, einer Entwässerung oder anderen Verfahren. Ein oder mehrere Behandlungsverfahren können auch nur partiell durchgeführt werden. Bei diesen Behandlungsverfahren handelt es sich um übliche dem Fachmann im Stand der Technik bekannte Verfahren, mit denen Öle oder Fette gereinigt werden, um aus diesen Biokraftstoff herzustellen.
Somit kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein entschleimtes oder teilentschleimtes, insbesondere wasserentschleimtes, neutralisiertes oder teilneutralisiertes, entwässertes und/oder teilentwässertes Altspeisöl oder -fett zum Einsatz kommen.
Es versteht sich, dass es zweckmäßig ist, möglichst wenige Behandlungsverfahren mit dem Altspeiseöl oder -fett durchzuführen, da jeder Schritt stets mit Materialverlusten, zusätzlichen Chemikalienkosten und Zeitaufwand verbunden ist.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist daher ein nicht vorbehandeltes Altspeiseöl oder -fett, das als solches direkt im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird.
Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das einzusetzende Altspeiseöl oder -fett in flüssiger Form vorliegt, damit eine gute Durchmischung mit dem zuzugebenden Hydrogel, das in der Regel in fester Form vorliegt, erfolgen kann. Öle, insbesondere Pflanzenöle, liegen üblicherweise bei Raumtemperatur in flüssiger Form vor. Fette, ob pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, sind bei Raumtemperatur fest und werden daher für das erfindungsgemäße Verfahren geschmolzen, um in flüssiger Form vorzuliegen. Fette weisen keinen scharfen Schmelzpunkt, sondern vielmehr einen Schmelzbereich auf. Je nach eingesetztem Altspeiseöl oder -fett wird daher die Temperatur derart gewählt, dass dieses in flüssiger Form vorliegt.
Zum aufzuarbeitenden Altspeiseöl oder -fett wird ein Hydrogel zugegeben. Unter „Hydrogel” wird erfindungsgemäß ein Gel verstanden, das einen relativen hohen Gehalt an Wasser, vorzugsweise im Bereich von etwa 30% bis etwa 90%, bezogen auf das Gewicht des Hydrogels, aufweist. Es handelt sich hierbei um dreidimensionale Netzwerke von wasserunlöslichen Polymeren, die in Wasser aufquellen. Besonders bevorzugt werden erfindungsgemäß Hydrogele auf Silica-Basis eingesetzt, d. h. Hydrogele auf Kieselsäurebasis.
Die Menge an eingesetztem Hydrogel für das Altspeiseöl oder -fett liegt erfindungsgemäß im Bereich von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 2,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%. Bei Abweichungen von den angegebenen Bereichen kann eine gewünschte Abtrennung der Polyolefine nicht mehr in ausreichendem Maße erreicht werden.
Besonders gute Ergebnisse wurden für das erfindungsgemäße Verfahren erzielt, wenn ein Hydrogel auf Silica-Basis ausgewählt wird, insbesondere ein Hydrogel aus der Gruppe der Trisyl-Verbindungen, besonders bevorzugt Trisyl^®P100, Trisyl^®S615, Trisyl^®silica oder TRISYL^®300. Hierbei handelt es sich um synthetische, mikronisierte Silica-Hydrogele, d. h. Hydrogele auf Kieselsäurebasis, die in Form freifließender weißer Pulver von der Fa. Grace Davison & Co. vertrieben werden. Es können auch Mischungen verschiedener Hydrogele zum Einsatz kommen.
Das Zugeben und Mischen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in einem Behälter beliebiger Form und Größe, wie einem Tank, bevorzugt unter Rühren durchgeführt werden. Nach einer alternativen Ausführungsform kann das Mischen auch auf einer mit Mischvorrichtung versehenen Mischstrecke durchgeführt werden. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß kontinuierlich gearbeitet, insbesondere in großtechnischem Maßstab. Bevorzugt wird die Dosierung und Einmischung des Hydrogels daher automatisiert vorgenommen.
Bevorzugt wird die Temperatur des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere während des Zugebens und/oder Vermischens und/oder Filtrierens, auf einen Bereich von etwa 20°C bis 150°C, bevorzugt auf etwa 50°C bis 110°C, besonders bevorzugt auf etwa 60°C bis 90°C eingestellt. Hierfür kann entweder das Altspeiseöl oder -fett auf diese Temperatur eingestellt werden, das Hydrogel zugegeben und währenddessen die Temperatur beibehalten werden. Alternativ kann das Hydrogel auch zunächst zugegeben und anschließend die Mischung auf den angegebenen Temperaturbereich gebracht werden. Die Temperatur an sich hat auf das erfindungsgemäße Verfahren nur einen untergeordneten Einfluss, da sich die Temperatur beispielsweise nur auf die Viskosität des eingesetzten Öls/Fetts und gegebenenfalls auch auf die Viskosität des Hydrogels auswirkt. Der angegebene Temperaturbereich liegt aber bevorzugt im Wesentlichen in derselben Größenordnung wie der Temperaturbereich für das nachfolgende Umesterungsverfahren, so dass das erfindungsgemäße Verfahren als unmittelbares Vorverfahren für die Umesterung vorgeschaltet werden kann. Ganz besonders bevorzugt wird der angegebene Temperaturbereich daher während des Zugebens und Vermischens und Filtrierens eingehalten.
Vorteilhafterweise belässt man die erhaltene Mischung für eine Verweildauer im Bereich von 1 sec bis 3 h, bevorzugt von 1 min bis 30 min, besonders bevorzugt von 5 bis 15 min, damit ein inniger Kontakt und eine gute Durchmischung erfolgen kann. Hierbei kann gerührt oder in anderer Weise durchmischt werden oder dies kann auch gänzlich entfallen.
Anschließend wird die erhaltene Mischung filtriert und so das Hydrogel und das Polyolefin vom Altspeiseöl oder -fett entfernt. Auch das Filtrieren erfolgt vorteilhafterweise im oben angegebenen Temperaturbereich. Das Filtrieren kann unter Verwendung eines beliebigen Filters mit oder ohne Vorbeschichtung durchgeführt werden. Bei einer ”Vorbeschichtung” wird vor dem Filtrieren auf den Filter eine Beschichtung aufgetragen, die während des Filtrierens nicht entfernt wird. Wenn das vorliegende Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, bleibt die Vorbeschichtung während des gesamten kontinuierlich durchgeführten Verfahrens vorhanden. Die Vorbeschichtung wird nur dann ausgetauscht, wenn diese für das Filtrat undurchdringlich wird oder wenn die Vorbeschichtung verunreinigt wird. Übliche Dicken von Vorbeschichtungen liegen beispielsweise im Bereich von 0,5 bis 10 mm. Eine Vorbeschichtung hat im beschriebenen Beispielabschnitt zum Beispiel eine Dicke von 2 mm.
Der Filter ist im Rahmen der Erfindung nicht weiter beschränkt, sofern er das Hydrogel vom Altspeiseöl oder -fett abtrennt. Besonders bevorzugt sind sog. Rückspülfilter, ganz besonders bevorzugt sind sog. Lenzing-Filter. Es können auch Filterhilfsmittel zum Einsatz kommen, wie übliche mineralische oder organischen Filterhilfsmittel, die dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannt sind. Filterhilfsmittel werden entweder der zu filtrierenden Flüssigkeit unmittelbar zugesetzt oder vor der Filtration als Hilfsschicht bzw Vorbeschichtung auf dem Filter gebildet. Dies sind beispielsweise Dicalite 4158, Dicalite 438, Superspeed, Filtracell EFC 250, Filtracell EFC 250 active, Filtracell EFC 450, Filtracell 450 active und Filtracell EFC 900CT, besonders bevorzugt sind erfindungsgemäß Filtracell-Produkte, wie Filtracell EFC 250, Filtracell EFC 250 active, Filtracell EFC 450 und Filtracell 450 active.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die gute Filtrierbarkeit des Hydrogels und damit des Polyolefins, die in einfacher Weise vom flüssigen Altspeiseöl oder -fett abgetrennt werden kann. Hierbei hat das Polyolefin eine Affinität zum Hydrogel, wird von diesem quasi absorbiert und kann dann mit diesem abgetrennt werden.
An das erfindungsgemäße Verfahren kann sich unmittelbar die Umesterung des Altspeiseöls oder -fetts unter Gewinnung des Biokraftstoffs anschließen. Dies ist besonders vorteilhaft, da das Altspeiseöl oder -fett bereits die für die Umesterung erforderliche Temperatur aufweist.
Gebrauchte Speiseöle oder -fette können jedoch einen hohen Anteil freier Fettsäuren enthalten, die sich mit dem Hydroxid zu Seifen verbinden und daher eine Trennung der Schichten erschweren oder verhindern würden. Daher ist es unter Umständen zweckmäßig, dass die freien Fettsäuren vor der eigentlichen Umesterung mit Säure/Alkohol, bevorzugt Schwefelsäure/Methanol, verestert werden. Hieran kann sich dann die Umesterung zum Biokraftstoff anschließen.
Alternativ können auch ein oder mehrere weitere Behandlungsverfahren durchgeführt werden und dann kann erst das Umesterungsverfahren zum Biokraftstoff erfolgen.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren ohne weitere Zwischenschritte durchgeführt, d. h. die drei Verfahrensschritte werden unmittelbar nacheinander in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Polyolefine aller Art vom Altspeiseöl oder -fett abgetrennt werden, bevorzugt sind die Polyolefine Polyethylen und Polybutylen, insbesondere Polyethylen.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt in überraschender Weise zu einer deutlich verbesserten Abtrennung der enthaltenen Polyolefine, das Polyolefin wird im Filtrationsschritt fast vollständig entfernt. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass eine vorgeschaltete Vollneutralisation oder Vollentschleimung der Altspeiseöle und -fette, beispielsweise unter Verwendung von NaOH, optional mit Neutralstellung mittels Phosphorsäure, und den damit verbundenen hohen Verlusten nicht mehr erforderlich ist, da das Hydrogel einen Großteil der Phosphatide und auch andere unerwünschte Bestandteile des Altspeiseöls und -fetts zusätzlich entfernt. So kann die übliche Aufarbeitung auf eine mit geringeren Verlusten einhergehende Teilneutralisation beschränkt werden oder es kann eine Wasserwäsche unter Entfernung von wasserlöslichen unerwünschten Bestandteilen aus dem Altspeiseöl oder -fett in einer Entschleimungsanlage eingesetzt werden.
Bei weniger verschmutzten Altspeiseölen und -fetten kann der Verfahrensschritt in der Entschleimungsanlage auch gänzlich wegfallen. Hiermit erhält man gereinigte Altspeiseöle und -fette, die in konventionellen Konversionsprozessen, z. B. durch Umesterung mit Methanol unter Verwendung von Katalysatoren, zu spezifikationsgerechtem Biodiesel verarbeitet werden können.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht man nun, dass Polyolefin unter Verwendung eines Hydrogels, bevorzugt eines Trisyl-Produkts, aus einem Altspeiseöl oder -fett absorbiert und so signifikant reduziert werden kann. Gegenstand der Erfindung ist daher ebenfalls die Verwendung eines Hydrogels wie hier beschrieben, besonders bevorzugt eines Trisyl-Produkts, zur Entfernung von Polyolefin aus einem Altspeiseöl oder -fett.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, den Polyethylen-Gehalt im Altspeiseöl oder -fett auf unter 50 ppm zu reduzieren. Dieser Polyethylen-Gehalt ist überraschenderweise bereits ausreichend, um nach der Umesterung qualitätsgerechten Biodiesel herstellen zu können, der dann überraschenderweise nur noch einen Polyolefin-Gehalt in der Regel von unter 10 ppm aufweist.
Durch Optimierung der Verfahrensbedingungen kann man daher eine Reduzierung des Polyolefin-Gehaltes von beispielsweise 400 ppm auf weniger als 10 ppm erreichen.
Neben der Reduzierung des Polyolefin-Gehaltes werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren – wie bereits erwähnt – auch eine ganze Reihe anderer Verbindungen und Verschmutzungen reduziert, so dass die Umesterung nicht beeinträchtigt wird.
Im Einzelnen wurde eine Reduzierung des Seifengehalts erzielt, beispielsweise um bis zu 700 ppm. Bei Altspeiseölen oder -fetten mit einem Seifengehalt kleiner als 500 ppm scheint die Polyolefin-Reduzierung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht beeinflusst zu sein. Bei einem Seifengehalt über 500 ppm wird mehr Seife absorbiert und der Polyolefin-Gehalt steigt an. In diesem Fall empfiehlt es sich, die Seife vorab aus dem Altspeiseöl oder -fett zu entfernen. Besonders bevorzugt wird daher im Altspeiseöl oder -fett bei einem Seifengehalt über 500 ppm vor der Polyolefin-Abtrennung, der Seifen-Gehalt entsprechend reduziert oder entfernt. Dies kann in bekannter Art und Weise erfolgen, beispielsweise durch Zugabe von Säure, beispielsweise Zitronensäure.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im eingesetzten Altspeiseöl oder -fett weiterhin erreicht werden: eine Reduzierung des Phosphor-Gehalts (beispielsweise von etwa 30 ppm auf unter 20 ppm), eine Reduzierung des Schwefel-Gehalts (beispielsweise von ca. 40 ppm auf ca. 20 ppm), eine Reduzierung von Magnesium und Calcium (beispielsweise auf unter 1 ppm). Die Entfernung dieser unerwünschten Verbindungen und Verschmutzungen ermöglicht eine bessere Prozessführung bei der Umesterung.
Durch eine gründliche Recherche der auf dem Markt üblichen Trennverfahren, durch umfangreiche Kenntnisse über die Beschaffenheit der eingesetzten Altspeiseöle oder -fette, durch intensive Arbeiten im Betriebslabor und durch die praktische Erfahrung der Abtrennung von Polyolefin aus einem Altspeiseöl oder -fett mit verschiedenen kleintechnischen Filtrationsgeräten, konnte ein Verfahren entwickelt werden, das Polyolefin-Gehalte in Altspeiseölen oder -fetten von etwa 400 ppm auf unter 10 ppm reduzieren kann. Ein derartiges Verfahren ist bislang im Stand der Technik nicht bekannt geworden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet dabei zahlreiche Vorteile, wie geringe Investitionskosten, geringen Platzbedarf, zuverlässige, einfache Technik und Technologie, sehr geringe Störanfälligkeit, sehr geringen zusätzlichen Betriebsmittelverbrauch. Der manuelle Aufwand ist sehr gering, die Abtrennung erfolgt im geschlossenen System, die Überwachung des Verfahrens ist mit sehr geringem Aufwand möglich, der enstehende Abfall ist sehr gering, es kommt praktisch zu keinem Verlust an Öl. Da das Hydrogel in einfacher Weise, beispielsweise über einen Dekanter, wieder abgetrennt werden kann (zum Beispiel aus der Rückspülflüssigkeit bei Verwendung eines Rückspülfilters), gibt es nahezu keine Verluste. Dies stellt einen besonders großen Vorteil gegenüber anderen Filtrationsverfahren dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls geeignet, Polyethylen in großtechnischem Maßstab abzutrennen.
Insgesamt führt die Anwendung des hier beschriebenen Verfahrens zu signifikant gesteigerten Ausbeuten an abgetrenntem Polyolefin, insbesondere Polyethylen abgereicherten Altspeiseölen und -fetten und damit zu einer deutlich gesteigerten Ausbeute an Biodiesel in der nachgeschalteten Konversionsanlage pro Tonne Einsatzöl oder -fett.
Im nachfolgenden experimentellen Teil sind einige Versuche detailliert geschildert, in denen Vergleichsbeispiele und Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens im Einzelnen beschrieben sind. Selbstverständlich soll die vorliegende Erfindung hierdurch nicht beschränkt werden.
Ausführungsbeispiele:
Vergleichsbeispiele I
Entfernung von Polyethylen aus Altspeiseölen und -fetten mit Hilfe handelsüblicher Filterhilfsmittel
Eine mobile Versuchsfiltration von der Fa. Mahle wurde eingesetzt, bestehend aus:
Rührbehälter 200 L
Plattenfilter 300 L, Filterfläche = 2 m²
Pumpe, Fördervolumen = 8 m³/h, Förderhöhe = 40 m
Als Filterhilfsmittel wurden eingesetzt:
Dicalite 4158 (Perlite-Material)
Speedplus (Celite-Material)
Die Filterhilfsmittel wurden jeweils von der Fa. Dicalite Europe erworben.
Die Versuche wurden wie folgt durchgeführt:
Vergleichsbeispiel 1:
Ein Filter wurde zunächst so eingebaut, dass aus einem ersten Tank Biodiesel (mit starker Verschmutzung) entnommen und das Filtrat in einen zweiten Tank gepumpt wurde.
Erste Tests zur Verschmutzungsmessung ergaben, dass die Filtration nicht quantitativ wirkt, sondern nur eine partielle Reinigung erhalten wird. Die Beladung mit Filterhilfsmittel (FHM) wurde mit 1,5 kg/m² Filterfläche vorgenommen. Das entspricht etwa einer Schichtdicke von 5 mm. Innerhalb von 2 h wurde die maximale Druckdifferenz am Filter erreicht. Auf dem FHM waren kaum Verschmutzungen sichtbar, d. h. die Filtration funktionierte praktisch nicht.
Vergleichsbeispiel 2:
Um die Filtrationswirkung zu verbessern, wurde die Leitung für das Filtrat vom zweiten Tank auf den ersten Tank verlegt, so dass der erste Tank nun im internen Kreislauf gereinigt wurde. Die Menge an eingesetztem Filterhilfsmittel (Dicalite 4158) wurde auf ca. 1,2 kg/m² Filterfläche = ca. 3 mm Schichtdicke verringert. Die Laboruntersuchungen bestätigten jedoch, dass es nur eine partielle Reduzierung der Verschmutzung und des Polyethylen-Anteils um etwa 20 bis 30 ppm gab. Dies stellt eine völlig inakzeptable Reinigungsleistung dar.
Vergleichsbeispiele II
Entfernung von Polyethylen aus Altspeiseölen und -fetten mit Hilfe verschiedener handelsüblicher Filter
Weitere Versuche wurden unternommen um Polyethylen aus Altspeiseölen oder -fetten abzutrennen:
a) Mikrofiltration
1. Beutelfilter (1 μm, real 5 bis 8 μm)
Es wurde gefunden, dass ein Beutelfilter Polyethylen nicht zurückhält.
2. Kantenspaltfilter (25 μm, kontinuierliche Filtration)
Bei der Filtration von rohem Altspeiseöl muss der Abstreifer stetig in Betrieb sein, um überhaupt einen Durchfluss durch den Filter zu gewährleisten. Es wurde gefunden, dass Polyethylen nicht zurückgehalten wird.
3. Dekanter
Der Dekanter wurde zur kontinuierlichen Abreinigung eines Lagertanks eingesetzt, um das Kantenspaltfilter zu entlasten. Es konnten keine Feststoffe abgetrennt werden. Es wurde gefunden, dass Polyethylen nicht zurückgehalten wird.
4. Lenzing-Filter
Das Lenzing-Filter ist ein Rückspülfilter, das vollautomatisch arbeitet. Eine sehr kleine Filterfläche wird bei Erreichen einer Grenzdruckdifferenz mit Hilfe einer innenliegenden Saugleiste durch Rückspülen gereinigt. Dazu wird die Durchflussrichtung von Innen nach Außen auf Außen nach Innen umgestellt. Rückgespült wird mit Filtrat.
Es wurden verschiedene Gewebe zwischen 10 pm und 2 μm getestet. Alle Versuche der reinen Filtration von entschleimtem Altspeiseöl als Ausgangsmaterial zur Abtrennung von Polyethylen blieben erfolglos.
b) Ultrafiltration
1. Laborversuche
Filtrationsversuche im Labor ergaben, dass z. B. das Polyethylen im Biodiesel mit einem Filter von 800 nm zurückgehalten wird. Da es jedoch kein Filtergewebe in dieser Feinheit gibt (kleinste Feinheit 2 μm), ist eine großtechnische Lösung nicht möglich.
2. Anschwemmfiltration
a) Tiefenfiltration (FHM = Dicalite 4158)
Bei der Tiefenfiltration wird nur mit einer sog. Grundanschwemmung ohne Dauerzugabe gearbeitet. Mit dieser Methode konnte beim Biodiesel der Polyethylen-Gehalt beim Altspeiseöl von 300 ppm auf 60 ppm reduziert werden. Die Tiefenfiltration reduziert zwar den Polyethylen-Gehalt signifikant, jedoch sind die Durchsätze und Filterstandzeiten (max. 2 h) sehr gering und bei Anstieg der Druckdifferenz ist eine deutliche Penetration des Polyethylen durch die Anschwemmschicht zu verzeichnen, so dass diese Filtration ebenfalls nicht zur großtechnischen Anwendung geeignet ist.
b) Schichtenfiltration
Die Schichtenfiltration wurde mit einem Cricketfilter (28 m²) von der Fa. Mahle durchgeführt. Es wurde mit 1,4 kg/m² Grundanschwemmung gearbeitet und eine Dauerzugabe von zunächst 3 und später 5 kg/h eingestellt. Als Filterhilfsmittel wurde Filtracell EFC 450 eingesetzt. Später wurde noch mit Filtracell EFC 900 CT getestet, mit dem aber keine guten Resultate (Polyethylen wurde zwar signifikant reduziert, aber nicht unter 50 ppm) erzielt wurden.
c) Anschwemmfiltration mit und ohne Dauerbeigabe von Filterhilfsmittel
Unter Verwendung eines Lenzing-Filters wurde eine Anschwemmfiltration mit und ohne Dauerbeigabe von Filterhilfsmittel in verschiedenen Mengen durchgeführt. Es wurde keine signifikante Reduzierung des Polyethylen-Gehaltes erreicht. Außerdem konnten bei der Arbeit mit Filterhilfsmittel (Filtracell EFC 450, Filtracell 450 active) nur sehr kurze Filterstandszeiten (10 bis 15 s) erzielt werden.
Ergebnis:
Mittels handelsüblicher Filter konnte keine oder keine ausreichende Abtrennung von Polyethylen aus Altspeiseöl erreicht werden.
Beispiele
Entfernung von Polyethylen aus Altspeiseölen und -fetten unter Verwendung von Trisyl-Verbindungen
Ausführungsbeispiel 1:
Es wurden mehrere Versuche in einer kleintechnischen Anlage durchgeführt. Kernstück der Anlage war ein Rückspülfilter der Fa. Lenzing. Dem Filter vorgelagert war die Einmischung von Trisyl in ein Altspeiseöl, als auch zwei nachgeschaltete Mischbehälter jeweils von der Fa. Ytron.
Zunächst erfolgte die kontinuierliche Einfüllung von Trisyl in eine Einmischanlage zum Altspeiseöl vollständig automatisiert mit anschließender Mischung in den Mischbehältern.
Bei einem Rückspülfilter fließt beim Rückspülvorgang das Rückspülmedium in umgekehrter Richtung durch den Rückspülfilter. Die im Filter zurückgehaltenen Partikel werden so mit dem Spülmedium zurückgespült. Als Rückspülmedium wurde zunächst entschleimtes Rapsöl verwendet. Bessere Ergebnisse lieferte die Verwendung von Biodiesel zur Rückspülung.
Es wurde ein entschleimtes Altspeiseöl eingesetzt, das beim Filtereingang eine Verunreinigung von 250 bis 120 ppm Polyethylen aufwies. Es wurde bei einer Temperatur im Bereich von etwa 70 bis 75°C gearbeitet. Es wurden bei 40 s Filtrationszeit 10 m³/h durchgesetzt.
Nach Zugabe von 1500 ppm Trisyl zum Altspeiseöl und Durchlaufen durch beide Mischbehälter und anschließende Filtration lag der Polyethylen-Gehalt des Altspeiseöls unter 50 ppm.
Bei den Versuchen wurde eine Reduzierung des Polyethylen-Gehaltes von maximal 249 ppm auf bis zu 12 ppm (Durchschnitt < 44 ppm) erreicht.
Neben der Reduzierung des Polyethylen-Gehaltes wurden in den Versuchen auch eine ganze Reihe anderer Verbindungen und Verschmutzungen reduziert so dass eine bessere Prozessführung in der Umesterung möglich ist:
So erfolgte eine Reduzierung der Seife um max. 600 bis 700 ppm. Weiterhin konnte erreicht werden:

• Eine Reduzierung des Phosphor-Gehalts von etwa 30 ppm auf unter 20 ppm;
• Eine Reduzierung des Schwefel-Gehalts von etwa 40 ppm auf etwa 20 ppm;
• Eine Reduzierung von Magnesium und Calcium auf unter 1 ppm.

Es wurde im Anschluß an die Versuche eine Umesterung von dem erfindungsgemäß gefilterten Altspeiseöl durchgeführt. Im erhaltenen Biodiesel wurden nur noch etwa 10 ppm Polyethylen gemessen. Bei einem maximalen Gehalt von 50 ppm Polyethylen im erfindungsgemäß gereinigten Altspeiseöl konnte daher bereits qualitätsgerechter Biodiesel hergestellt werden.
Ausführungsbeispiele 2 bis 5:
Es wurden bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Proben gezogen und analysiert. Die Analyse auf Polyethylen wurde von der Fa. Vesta Biofuels, die auf Schwefel vom Labor SGS Speyer und alle anderen Analysen von einem Labor in Worms durchgeführt. Die Anwendung von Trisyl führte bei allen Proben zur signifikanten Reduktion der gemessenen Verunreinigungen.
Es ist hierzu noch anzumerken, dass in Ausführungsbeispiel 2 die Ausgangskonzentrationen im Altspeiseöl erheblich höher lagen als bei den Ausführungsbeispielen 3, 4 und 5.
Ausführungsbeispiel 2:
Behandlung mit 2000 ppm Trisyl bei 52,8°C
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst: Tabelle 1

Prozentuale Abnahme der analysierten Spezies:

FFA (WO) Seife (WO) S (SGS) P (WO) Ca (WO) Mg (WO) Fe (WO) Na (WO) PE (VE)

75% 81% 51% 79% 74% 81% 73% 82% 83%

WO: Worms
SGS: SGS Labor Speyer
VE: Vesta
FFA: Freie Fettsäure
PE: Polyethylen

Ausführungsbeispiel 3:
Behandlung mit 1500 ppm TriSyl bei 53°C
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengefasst: Tabelle 2

Prozentuale Abnahme der analysierten Spezies:

FFA (WO) Seife (WO) S (SGS) P (WO) Ca (WO) Mg (WO) Fe (WO) Na (WO) PE (VE)

41% 80% 29% 61% 53% 99% 31% 80% 81%

Ausführungsbeispiel 4:
Behandlung mit 1000 ppm TriSyl bei 58°C
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 3 zusammengefasst: Tabelle 3

Prozentuale Abnahme der analysierten Spezies:

FFA (WO) Seife (WO) S (SGS) P (WO) Ca (WO) Mg (WO) Fe (WO) Na (WO) PE (VE)

22% 77% 18% 57% 54% 99% 53% 91% 71%

Ausführungsbeispiel 5:
Behandlung mit 2000 ppm Triyl bei 63°C
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 4 zusammengefasst: Tabelle 4

Prozentuale Abnahme der analysierten Spezies:

FFA (WO) Seife (WO) S (SGS) P (WO) Ca (WO) Mg (WO) Fe (WO) Na (WO) PE (VE)

22% 75% NA 64% 57% 99% 60% 87% 69%

WO: Worms
SGS: SGS Labor Speyer
VE: Vesta
FFA: Freie Fettsäure
PE: Polyethylen
NA: nicht analysiert

Die besten Ergebnisse wurden bei Behandlung gemäß Ausführungsbeispiel 2 (52,8°C und 2000 ppm Trisyl-Zugabe) erzielt. Das Polyethylen konnte um 83%, Schwefel um 51%, Phosphor um 79% und die Metalle durchschnittlich um 80% reduziert werden.
Ausführungsbeispiel 6:
Ein entschleimtes Altspeiseöl, das etwa zwischen 800 und 1000 ppm Seifen enthielt, wurde mit Zitronensäure versetzt, bis pH 5 erreicht wurde. Dann wurde Trisyl dazugegeben, um das Polyethylen zu absorbieren. Das Trisyl wurde durch Filtern abgetrennt. Der Polyethylen-Gehalt konnte mit diesem Verfahren gegen Null ppm (auf unterhalb der Nachweisgrenze) abgesenkt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3758533 [0016]
DE 2213782 [0016]
EP 1859852 A1 [0017]
US 4159992 [0018]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 6656 [0014]
ISO EN 12662 [0015]
ISO 6656 [0015]

Claims

Verfahren zum Abtrennen von Polyolefinen aus Altspeiseölen oder -fetten, umfassend die Schritte: – Zugeben zumindest eines Hydrogels zu einem in flüssiger Form vorliegenden Altspeiseöl oder -fett in einer Menge im Bereich von etwa 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 0,1 bis 2,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-%; – Vermischen des mindestens einen Hydrogels mit dem Altspeiseöl oder -fett unter Erhalt einer Mischung und – Filtrieren der Mischung unter Abtrennung des Hydrogels und des Polyolefins aus dem Altspeisöl oder -fett.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorbehandeltes oder nicht vorbehandeltes Altspeiseöl oder -fett eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein entschleimtes, insbesondere wasserentschleimtes, oder teilentschleimtes, neutralisiertes oder teilneutralisiertes, entwässertes und/oder teilentwässertes Altspeisöl oder -fett eingesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrogel ein Hydrogel auf Silica-Basis eingesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrogel auf Silica-Basis eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe der Trisyl-Verbindungen, insbesondere Trisyl^®P100, Trisyl^®S615, Trisyl^®silica oder TRISYL^®300 eingesetzt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das abzutrennende Polyolefin Polyethylen darstellt.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen durch Rühren in einem Behälter oder auf einer mit einer Mischvorrichtung versehenen Mischstrecke durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur während des Zugebens und/oder Vermischens und/oder Filtrierens auf einen Bereich von etwa 20°C bis 150°C, bevorzugt auf etwa 50°C bis 110°C, besonders bevorzugt auf etwa 50°C bis 90°C eingestellt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mischung für eine Verweildauer im Bereich von 1 sec bis 3 h, bevorzugt von 1 min bis 30 min, besonders bevorzugt von 5 bis 15 min kontaktieren lässt.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass während der Verweildauer gerührt oder durchmischt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrieren unter Verwendung eines Filters mit oder ohne Vorbeschichtung durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtrieren unter Verwendung von mineralischen oder organischen Filterhilfsmitteln durchgeführt wird.
Altspeiseöl oder -fett, erhältlich gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
Biodiesel, erhältlich ausgehend von Altspeiseöl oder -fett, das gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Polyolefingehalt von < 50 ppm, bevorzugt ≤ 30 ppm, noch bevorzugter ≤ 10 ppm aufweist.