In der Milchindustrie fallen täglich große Mengen Molke als Nebenprodukt an. Allein in Deutschland sind das Jahr für Jahr 12,6 Mio. t. So entstehen bei der Herstellung von 1 kg Käse beispielsweise 9 kg Molke. Sie wird teilweise weiterverarbeitet. Doch sobald Proteine und Laktose abgetrennt sind, bleibt eine Melasse zurück. Deren Entsorgung ist aufgrund des relativ hohen Salzgehalts äußerst aufwendig und teuer.
Lösungsmittel Ethylacetat für Klebstoff, Druckfarbe oder Lack
Forschende des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Hermsdorf haben nun gemeinsam mit der Technischen Universität Dresden ein Verfahren entwickelt, bei dem aus der Melasse wertvolles Ethylacetat (Essigsäureethylester) – ein farbloses Lösungsmittel – gewonnen wird. Dieses lässt sich vielfach bei der Herstellung von Klebstoffen, Druckfarben oder Lacken verwenden und kann auch zum Reinigen von Oberflächen eingesetzt werden.
Bisher wird Ethylacetat aus Erdgas und Erdölderivaten erzeugt. Das Ethylacetat aus der Molke ist unabhängig von den Preisschwankungen bei Erdgas und Erdöl. Ein weiterer Vorteil: Das von der TU Dresden und dem Fraunhofer IKTS entwickelte Verfahren macht die aufwendige Entsorgung der Melasse überflüssig. Das abgeschiedene Ethylacetat bietet einen hohen Reinheitsgrad von 97,5 % und lässt sich damit ohne weitere Bearbeitungsschritte sofort als Rohstoff nutzen.
Umweltfreundliches Verfahren führt zum Lösungsmittel
Der Trennungsprozess ist nicht kompliziert. Im ersten Schritt wird die Melasse im Bioreaktor fermentiert. Die Belüftung des Reaktors ermöglicht dafür aerobe Bedingungen. Es entsteht ein Gas-Dampf-Gemisch, das Ethylacetat enthält. Dieses wird durch spezielle Kompositmembranen abgetrennt. „Als Abfallprodukt bleibt ein Gas-Wasserdampf-Gemisch zurück, das problemlos in die Umwelt abgegeben werden kann“, sagt Dr. Marcus Weyd, Leiter der Gruppe Membranverfahrenstechnik und Modellierung.
Auch wenn die Membran Poren, entsteht die Trennwirkung nict mechanisch wie bei einem Sieb, sondern durch eine chemische Wechselwirkung zwischen der Membran aus Zeolith und dem Ethylacetat. „Die Moleküle werden durch den Zeolith adsorbiert, gleiten an den Porenoberflächen entlang und diffundieren so durch die Kompositmembran“, erklärt Dr. Thomas Hoyer, Spezialist für den Bereich Zeolithmembranen und Nanokomposite.
Trennverfahren nicht nur für Lösemittel, sonder auch für Gasgemische geeignet
Das Verfahren ist nach Angaben der Forscher relativ einfach und kostengünstig. Die Technologie ist aber nicht nur geeignet, um Ethylacetat aus Melasse zu gewinnen. Sie könnte überall da zum Einsatz kommen, wo es darum geht, Gasgemische zu separieren oder leichtflüchtige Komponenten wie Kohlenwasserstoffe abzutrennen.
