ENERGIE
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Ha ns-Peter Löhrlein , Witzenhausen
Dezentrale Aufbereitung von Altfetten zu Biokraftstoff
Durch die wechselnde Qua lität von Altfet
ten ist eine Aufbereitung in einer kontinu
ierlich arbeitenden Großanlage schwie
rig. Da auch die Aufkommen an Altfetten bei lokalen Sammlern zu finden sind, empfiehlt sich eine dezentrale Aufberei
tung und Weiterverarbeitung in absätzig arbeitenden, dezentra len Kleinanlagen.
Zur weiteren Vermeidung von Transport
aufkommen, sollte der Absatz des Kraft
stoffes im Einzugsbereich der Anlage liegen.
U
nter Altfetten sind Gem ische aus Fettsäureestern u nd freien Fettsäuren zu verstehen , die aufgrund vorherigen Gebrauchs oder Ü berlagerung n icht mehr zweckgemäß eingesetzt werden können.Grundsätzlich lassen sich diese Altfette aufbereiten und energetisch nutzen . Wirt
schaftlich sinnvoll ist eine U mesterung zu Fettsäuremethylester, da der direkte Ein
satz in Spezialmotoren eine sehr starke Einschränkung der Verwendung bedeutet und die Umesterung mit Metha nol tech
nische Vorteile bietet.
Die Qualität der Altfette unterscheidet sich entsprechend ihres Ursprungs stark, was den Aufwand der Aufbereitung ex
trem beeinflusst. Der hohe Anteil an ge
sättigten Fettsäuren unterscheidet Altfet
te von frischen Fetten, d ie normalerweise für die Biod iesel produktion nach FAM E
Norm Verwendung finden. Bislang ist al
lerdings die Erfüllung der FAM E-Norm für Altfette nicht immer erreich bar. Da Altfett
methylester je nach Qualität und Rah
menbedingungen jedoch mit gleichen Er
gebnissen eingesetzt werden kann [ 1 ] , besteht dringender Bedarf a n einer Qua
l itätsbeschrei bung im Sinne eines Stan
dards, um interessierten Abnehmern d ie nötigen I nformationen für eine Auswahl zu geben und insbesondere Klarheit bei Garantieansprüchen zu schaffe n . Fettarten
Rund 1300 Quellen natürlicher Fette sind bekannt, von denen jedoch nur etwa 20 eine besondere ökonomische Bedeutung
Dr. Hans-Peter Löhrlein ist Akad. Oberrat im FG Agrartechnik (Leitung: Prof. Dr. -lng. R.
Krause) der Universität Gesamthochschule Kassel, Nordbahnhofstraße 1a, 37213 Witzenhausen, e-mail: lohrlein@wiz. uni
kassel.de.
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besitzen. Das Vorhandensei n gesättigter Fettsä uren kann einerseits ursprungsbe
d i ngt sein oder es wird künstlich erzeugt.
Während in südlicheren Ländern seltener anzutreffen, bestimmt so gehärtetes Fett zu etwa 80 % den Frittüreninhalt deut
scher Küchen .
Im Rahmen des Kreislaufwirtschaftsge
setzes stellen Altfette ei nen ernstzuneh
menden Sekundärrohstoff dar, m it des
sen Ei nsatz sich Ressourcen einsparen lassen .
F ü r eine Betrachtung ist eine Einteilung in vier Obergruppen pra ktisch .
Frittüren- oder Bratenfette
Als homogensie Gru ppe wären d ie Frit
türen- oder B ratenfette aus der Gastrono
mie und Lebensmittelind ustrie zu nen
nen. Diese überwiegend pflanzlichen Fet
te weisen mit einem durchschnittlichen Gehalt an freien Fettsäuren (FFA) zwi
schen 1 ,2 und 3,5 % eine, für eine Auf
bereitung und U mesterung, recht gute Qualität auf. Da deren Ei nsatz bislang ei
ne Domäne der Futtermittelindustrie ist, wo sie anstelle von Frischware ihren Ein
satz finden, ist ihre Nachfrage und somit ihr Preis relativ hoch.
Tierische Fette
Ebenfalls relativ hoch gestaltet sich der
Preis tierischer Fette, wobei hier deutliche Preisschwan kungen je nach Qualität der Angebote zu verzeichnen sind . I m Allge
meinen handelt es sich auch weniger um gebrauchte Fette, sondern im Wesentli
chen um Abfallfette der Schlachtbetriebe oder um Fette aus der Tierkörperverwer
tung. Liegen d iese Fette im gleichen Preissegment wie die oben angesproche
nen Frittürenfette, weisen sie einen FFA
Gehalt über 6 % auf. Außerdem zeichnen sich d iese Fette durch eine hohe Anzahl gesättigter Fettsä uren a us, d ie zu einer stärkeren Kristallisation , a uch nach der U mesterung, bei niedrigen Tem peraturen neigen. Sie sind deshalb als Rohstoff für Biodiesel im Tem peratu rbereich u nserer Breiten weniger geeignet als d ie zuvor ge
nannten Frittürenfette.
Kanalfette
Deutlich gü nstiger kön nen Kanalfette er
standen werden. Allerd ings ist deren Qua lität im Vergleich zu den bereits ge
nannten derart minderwertig, dass die Ansprüche an d ie Verarbeitungsprozesse seh r hoch sind und d ie zu erwartende Ausbeute deutlich geri nger liegt. Der gleichzeitige Anfa l l zu entsorgender Rest
stoffe führt zu einem ökonom isch ungün
stigen Vergleich, so dass zur Zeit der energetische Einsatz von Kanalfetten i m
C
usedAltfett
oil)
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Erwärmung heating,_____,
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Erwärmung heatingL.-::..----,
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Schmelze/ Grobreinigung melting/pre-purificatlon Statische Dekantlerung
•
stalle separation
•
Trocknung drying
•
Dekantlerung/Feinrelnlgung separation/final puriflcatlon
•
Technisches Fett
reconditioned tat
Bild 1 : Verfahrensmuster zur Aufbereitung von Altfett Fig. 1 : Process pattern for reconditioning used oil
Partikel > 10mm partielas > 10mm
Wasser und Partikel > 1mm water and partielas > 1 mm
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Wasser water>
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Partikel > 30 11m partielas > 1011m
53. Jahrgang LANDTECHN I K 5/98
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Software Analyse
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Computer
Biodiesel
Bild 2: Verarbeitungsschritte für die Herstellung von Biodiesel aus Altfetten
Fig. 2: Processing stages for biodiesel, made from used oils
Rahmen der Kofermentation vorzuziehen ist.
Industriefette
Die vierte und letzte G ruppe umfasst Fet
te und Fettsäu ren aus I ndustrie u nd Ge
werbe, die a ls Fraktionen von chemi
schen Prozessen anfallen oder a ls Kühl
oder Hydraulikmedien im Einsatz waren.
Auch Produ kte der Lebensmittel herstel
lung oder der pharmazeutischen I ndu
strie, deren Verfallsdatum abgelaufen ist, sind hier zu finden. Mit dieser Vielfalt an Ausgangsstoffen ändert sich auch per
manent die Eign u ng der zur Verarbeitung anstehenden Chargen, die zusätzlich noch sehr klein sein können und bei ihrer Verarbeitu ng eine sehr flexi ble Prozessge
sta ltung erfordern.
Aufbereitung
Allgemein läuft die Aufbereitung von Alt
fetten nach dem in Bild 1 dargestel lten Schema ab. Led iglich die Aufbereitung von Kanalfetten , d ie viele Begfeitstoffe mit physikalisch ähnlichem Verhalten mit sich führen können, bedarf noch einiger, speziell a bgestimmter Zwischenschritte.
Fettmengen
Um verfügbare Mengen an Altfett ein
schätzen zu können, soll das Aufkommen an Frischfett und dessen Verwendung kurz angesprochen werden.
Weltweit darf man davon ausgehen, dass etwa 80 % der Fettprodu ktion im Bereich der Nahrungsmittel Verwendung findet. Weitere 5 bis 10 % tragen ü ber den Weg als Tierfutter ebenfalls zur menschlichen Ernährung bei . Der Ge
samtverbra uch liegt in Deutschland bei
53. Jahrgang LANDTECHNIK 5/98
etwa 3,2 Mio. t. Zieht man den Verbrauch d u rch technische Prod u kte ab, so ver
bleiben etwa 2,7 M io. t im Speisefettbe
reich.
Das meiste hiervon wird Bestandteil von Lebensm itteln und über den menschlichen Organismus abgebaut. Im Bereich der Speisenzubereitung, sowohl in der Gastronomie als auch in der indu
striellen Lebensmittelzubereitung finden Fette Verwendung, d ie nach ihrem Ein
satz entsorgt werden müssen. H ierbei handelt es sich um rund 400000 t pflanz
licher Altfette, von denen zur Zeit etwa 100 000 t gesam melt und aufbereitet wer
den. Der größere Rest dieser Altfette wird in Deutschland lediglich gesammelt und una ufbereitet mehrheitlich in die N ieder
lande verbracht oder ü berhau pt n icht er
fasst und u n kontrolliert entsorgt. Darü ber hi naus bieten Aufbereiter noch etwa 240000 t tierische Fette a n .
Neben diesen bereits genannten Alt
fettaufkommen , d ie Fette mit durchweg guten Qualitäten für eine weitere, relativ unkomplizierte Aufbereitung bieten , gi bt es auch Altfette, deren Aufbereitung sich sehr aufwend ig gestaltet. Bekanntester Vertreter dieser Gru ppe ist das sogenann
te Kanalfett, das zum größten Teil aus Fettabscheidern und dem Abwassersys
tem stammt. Für einen mengenmäßigen ü berschlag bietet die Veröffentlichung der Hessischen La ndesanstalt für U mwelt [2] einige Anhaltspunkte. Ü berträgt man diese Werte auf die gesamte Bundesre
publik, so m üsste man mit einer Menge von rund 62 600 t rechnen.
Neben d iesen beiden genannten Quel
len bietet d ie chemische I nd ustrie eine Reihe von Rest- und Altfetten an , d ie je-
doch teilweise nur sporad isch am Ma rkt verfügbar sind und dann a uch nur in klei
nen Mengen. I nteressant kön nen in Zu
kunft Altfette aus dem B e reich des Ma
schinenbaus werden, wo zuneh mend Schmier- und Hydra u l ikstoffe auf pflanz
licher Basis Verwendung finden.
Biodiesel aus Altfett
1997 wurden etwa 85 M io Liter B iodiesel aus Rapsöl in Deutschland hergestellt.
Somit ist die heute bereits verfügbare Menge an gesam meltem Frittürenfett u m ein Drittel größer.
Altfett als Ausga ngsprod u kt für Biod ie
sel kann nicht nur helfen, das derzeitige Angebot mehr als zu verdoppeln, auch d ie zur Zeit bestehenden Biod ieselanla
gen könnten wesentlich besser ausgela
stet werden als d ies durch d ie allgemeine
" U nterversorgung" mit R a ps der Fal l ist.
Das Verfahren ist nahezu identisch mit dem der Herstellung von Biodiesel aus Frischware. Lediglich ist eine Bestim
mung der wechselhaften Qua lität der je
weiligen Altfettcharge zur Festregung der erforderlichen Zusatzstoffe notwend ig.
Die einzelnen Maßnahmen zur Herstel
lung von Biod iesel aus Altfetten , von der Altfettsammlung bis zur Bereitstellung a n d e r Tankstelle ist in Bild 2 dargestellt.
Beim Verkauf kommt ma n nicht umhin, dem Verbraucher Aussagen über d ie Qualität zu machen. Gewährleistung bie
ten die Fa hrzeughersteller, die ihre Fa hr
zeuge für Biodiesel freigegeben haben, wenn der eingesetzte Kraftstoff d ie Norm E D I N 5 1606 erfüllt. Diese Vorgabe ist bei m Einsatz von Altfetten nicht immer zu erfüllen, wod urch ein Verkauf an öffentl i
chen Tan kstellen noch nicht in Frage kom mt u nd n u r Großabnehmer, d ie ü ber die jeweilige Qualität informiert wurden, als Abnehmer anzusehen sind. Auf d ieser Basis gibt es zwar m it den zur Zeit produ
zierten Mengen keine Absatzschwierig
keiten, jedoch besteht mit steigender Pro
duktion ein kurzfristiger Bedarf ei ner Qualitätsbeschreibung im Sinne einer Standard isierung.
Literatur
(1) Jurich, C. und R. Meyer-Pittroff: Verwertung von pflanzlichem Altfett a ls biogener Kraft
stoff. Tagu ngsband, 3. Symposium im Kreis
lauf der Natur, Würzburg, 3. bis 5 . 7 . 1 995 [2] Kersting, R, E. Salier und S. Singer-Posern:
Bericht zur Entsorgung von Fettabscheiderin
halten in Hessen. Hessische Landesanstalt für U mwelt, Wiesbaden, 1995
Schlüsselwörter
Altfett/Kanalfett, Biokraftstoff
Keywords
Recycling used vegetable oil, biofuel 305
