Im Rahmen des Projekts “Green Safer Solvent“ wird ein innovatives, hoch effizientes Herstellungsverfahren für Ethyllactat mittels reaktiver Rektifikation entwickelt. Dadurch können der Veresterungsprozess von Milchsäure und Ethanol und die Abtrennung des Zielprodukts Ethyllactat simultan in einem Apparat ablaufen, wodurch wesentliche Prozessvorteile hinsichtlich der Effizienz des Verfahrens entstehen. Ebenso sind geringere Investitions- und Betriebskosten zu erwarten. Eine ökologische Prozessbewertung begleitet den Entwicklungsprozess, um möglichst früh etwaige umweltrelevante Problemstellungen in die Entwicklung einbe-ziehen zu können. Zusätzlich wird das Verfahren an bestehende Demon-strationsprojekte anschließen, die Milchsäure auf Basis von Rohstoffen erzeugen, aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion stehen (Gras und Stroh).
Projektinhalt:
Das Bioraffineriekonzept erlaubt es, nicht mehr genutzte Überschussbiomassen und agrarische Reststoffe zu einer breiten Palette an Rohstoffen zu verarbeiten. Diese Produkte haben jedoch bisher keinen Einzug in den Markt gehalten, was dazu geführt hat, dass bestehende Bioraffinerien wegen der zu geringen Wertschöpfung bisher noch nicht kostendeckend arbeiten können. Daher besteht der dringende Bedarf an Methoden, die eine kosteneffiziente Veredelung biogener Rohstoffe erlauben. Ein weltweit nachgefragtes Produkt mit jährlich steigendem Umsatz ist das “Safer Solvent“-Ethyllactat (Milchsäureethylester). Diese biologisch abbaubare und ungiftige Chemikalie dient heutzutage schon weltweit zur Substitution von zum Teil toxischen Lösungsmitteln aus fossilen Quellen. Der aus unterschiedlichen Quellen biogenen Ursprungs herstellbare Ester der Milchsäure wird unter anderem in der Mikroelektronik als Lösungsmittel eingesetzt und erfüllt sogar die Qualitätsanforderungen der Halbleiterindustrie. Im Sinne einer intelligenten Produktion sollte sich der natürliche Ester auch mit Hilfe eines intensivierten, umweltschonenden Prozesses herstellen lassen. Beim klassischen Produktionsverfahren von Ethyllactat im Rührkessel erreicht die Veresterung das chemische Gleichgewicht mit einer Geschwindigkeit, die abhängig von der Konzentration des eingebrachten Katalysators ist. Im Gleichgewicht liegen fünf Komponenten samt Katalysator in der Flüssigphase vor, die sich nur mit erheblichem Aufwand thermisch trennen lassen. Wesentlich effizienter lässt sich Ethyllactat durch ein reaktives Trennverfahren gewinnen, indem die Veresterung und Stofftrennung simultan in nur einem hybriden Apparat ablaufen. Zu Beginn des Projekts erfolgen eine tiefgehende Marktrecherche, eine Lebenszyklusanalyse und die präzise Planung durch Modellierung der Anlage. Nach Entwicklung und Bau der Anlage schließt die experimentelle Phase an, bei der optimale Betriebspunkte ermittelt werden. Die Resultate dieser experimentellen Phase dienen einem Abgleich mit dem zuvor aufgestellten theoretischen Verfahrensmodell, das schlussendlich für die Auslegung von Großanlagen benötigt wird.
