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Abfallstoffe aus der Olivenölproduktion liefern Bioenergie

Bei der Produktion von Olivenöl bleiben umweltbelastende flüssige und feste Reststoffe zurück. Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben in ersten Untersuchungen gezeigt, dass sich diese Reststoffe zur Gewinnung von Bioenergie nutzen lassen. Mehr als zwei Drittel der organischen Trockensubstanz können zu Biogas vergoren werden.

Oliven nach der Ernte © Fraunhofer-Institut IGB

Mehr als 2 Millionen Tonnen Olivenöl werden jährlich in Europa hergestellt. Nach der Ernte werden die Oliven von Blättern befreit, gewaschen, gemahlen und die flüssige Phase von der festen in einem Dekanter getrennt. Aus dem Wasser-Öl-Gemisch wird das wertvolle Speiseöl gewonnen, indem es durch Zentrifugieren von der wässrigen Phase getrennt wird.

Übrig bleibt die wässrige Phase, die in recht hohen Konzentrationen Schwebstoffe und Substanzen wie Fettsäuren und Phenole enthält, welche für Tiere und Pflanzen toxisch sind. Die flüssigen Reststoffe können daher nicht einfach in die Umwelt, Flüsse oder Seen eingeleitet werden und stellen in den Anbauregionen in Italien, Griechenland und Spanien ein Entsorgungsproblem dar. Die festen Olivenreststoffe aus der Ölmühle bestehen zum Großteil aus Proteinen und enthalten ebenfalls Phenole.

In anaeroben Labor-Bioreaktoren werden die Reststoffe aus der Olivenölproduktion vergoren. © Fraunhofer-Institut IGB

In einem von der EU geförderten Projekt entwickeln und erproben Partner aus Forschung und Industrie ein Konzept, nach dem bei der Olivenölherstellung anfallenden Abfallstoffe verwertet werden können. Die Idee ist, zunächst verwertbare Substanzen wie Polyphenole zu extrahieren, um sie als natürliche Antioxidantien in der Kosmetik- oder Lebensmittelindustrie nutzen zu können. Die Restbiomasse soll energetisch verwertet werden. Hierzu untersuchen Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart, inwieweit die Reststoffe zu Biogas als Energieträger vergoren werden können. Erste Untersuchungen im Labormaßstab zeigen, dass sowohl die flüssigen als auch die festen Reststoffe wertvolle Energie in Form von Biogas liefern.

Anaerobe Bakterien setzen Großteil der abbaubaren Verbindungen um

Die Forscher haben in ihren Versuchsreihen die je nach Herstellungsverfahren unterschiedlichen Abfallfraktionen aus den drei Anbauländern untersucht. "Wir haben die Reststoffe nach einem am Fraunhofer IGB entwickelten Verfahren vergoren, bei dem die Substrate in den Reaktoren während der Vergärung optimal durchmischt werden", erläutert Prof. Dr. Dieter Bryniok, Projektleiter am Fraunhofer IGB. "Sowohl in festen als auch in flüssigen Abfällen wurde hierbei der Anteil der organischen Verbindungen, abhängig von den eingesetzten Abfallfraktionen, um 75 bis 90 Prozent reduziert – das heißt der Großteil der abbaubaren Verbindungen in den Abfallstoffen wird durch anaerobe Bakterien umgesetzt". Je nach Zusammensetzung der jeweiligen Abfallfraktion wurden dabei aus festen Abfällen innerhalb von 20–30 Tagen bis zu 720 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz gebildet. Bei den flüssigen Abfällen konnten die Forscher innerhalb von 10 Tagen 680 bis 980 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz nachweisen.

Zum Vergleich: Eine konventionelle Biogasanlage mit Maissilage liefert im Schnitt 680 Liter Biogas pro Kilogramm organischer Trockensubstanz. Derzeit untersuchen die Fraunhofer-Forscher, wie sie in kontinuierlich betriebenen Vergärungsprozessen, in denen ständig Substrat zugeführt wird, die Biogasausbeute weiter erhöhen können. "Bereits jetzt können wir sagen, dass je nach Art der Abfälle pro Tonne Feststoffabfall bis zu 3600 kWh und pro Tonne Flüssigabfall bis zu 540 kWh Energie gewonnen werden können", so Bryniok. Würden alle Reststoffe der Olivenölproduktion in Europa zu Biogas vergoren, entspräche die hierbei lieferbare Bioenergie in etwa der Menge, für die Mais auf einer Fläche von 2800 Quadratkilometern – einer Fläche so groß wie das Saarland – angebaut werden müsste! Die Vergärung organischer Reststoffe aus der Lebensmittelproduktion kann somit einen spürbaren und nachhaltigen Beitrag zu einer dezentralen Energieversorgung leisten.

Glossar

  • Bakterien sind mikroskopisch kleine, einzellige Lebewesen, die zu den Prokaryoten gehören.
  • Proteine (oder auch Eiweiße) sind hochmolekulare Verbindung aus Aminosäuren. Sie übernehmen vielfältige Funktionen in der Zelle und stellen mehr als 50 % der organischen Masse.
  • Toxizität ist ein anderes Wort für Giftigkeit.
  • Fettsäuren sind Carbonsäuren (organische Säuren) die oft aus langen, unverzweigten Kohlenstoffketten bestehen. Sie können entweder gesättigt oder ungesättigt sein und sind Bestandteil von Fetten und Ölen.
  • Biogas ist ein brennbares Gasgemisch, das bei der Zersetzung von Biomasse (Fäkalien, Bioabfall, Stroh u. a.) entsteht. Dabei wird das komplexe organische Material mit Hilfe verschiedener Mikroorganismen unter Luftabschluss hauptsächlich in Kohlendioxid und Methangas umgewandelt.
  • Antioxidantien sind Substanzen, die Oxidationsreaktionen empfindlicher Moleküle verhindern. Sie wirken als Radikalfänger und unterbinden toxische Reaktionen im Körper. Sie werden in Lebensmitteln, Kunststoffen und Arzneimitteln eingesetzt, um zum Beispiel im Falle der Kunststoffe oxidative Schäden durch die Einwirkung von Sauerstoffmolekülen zu verhindern. Sie kommen auch natürlich in Lebensmitteln und im Körper vor. bei der Therapie von Krebs wird unter Umständen von der Einnahme abgeraten, da die Entstehung von Radikalen, die den Krebs bekämpfen sollen, Teil der Therapie ist. Beispiele: Vitamin C, Glutathion
  • Aerob bedeutet "mit Sauerstoff".
  • Anaerob bedeutet "lebt ohne Sauerstoff".
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