Das Projekt "Teilvorhaben 1: Maßstabsvergrößerung und Erprobung einer Anlage zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen und Entwicklung eines Verfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emsland-Stärke GmbH durchgeführt. Die Herstellung von Stärke aus Stärkekartoffeln ist durch hohen Aufwand an Energie und Wasser gezeichnet. Die Vorbehandlung des Rohstoffs mit Hochspannungsimpulsen und Enzymen verbessert den Aufschluss der Kartoffelzellen. Der Abscheidegrad von Kartoffelfruchtwasser erhöht sich. Dadurch sind alle nachfolgenden Prozessschritte ressourcenschonend, d.h. Energie und Wasser sparend, durchführbar. Die aus Kartoffeln gewinnbaren Nebenprodukte Eiweiß und Pülpe zeigen verbesserte Eigenschaften. Pülpe wäre direkt oder in Form von Zubereitungen dem Lebensmittelmarkt zugänglich. Durch die Gewinnung höherwertiger Produkte neben Stärke wird die Wertstoffausbeute aus dem Rohstoff Kartoffel verbessert, wie dies bei der Herstellung von Mais- und Weizenstärke bereits der Fall ist. Dies reduziert die Frachten der Reststoffe zur Entsorgung in die Landwirtschaft, was die Umwelt belastet. Durch die Fermentation von Mikroorganismen mit dem Ziel der Metabolitgewinnung auf Kartoffelfruchtwasser ist eine weitere Wertschöpfung aus dem Rohstoff möglich. Die Ergebnisse sind leicht übertragbar, da keine speziellen Verfahren eingesetzt werden.
Das Projekt "Entwicklung einer neuen technisch-technologischen Prinziplösung zur Aufbereitung von Abwasser und Schälrückständen in der kartoffelverarbeitenden Industrie mit Hilfe eines elektrophysikalischen Verfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Verein zur Förderung agrar- und stadtökologischer Projekte (ASP) e. V. - Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte durchgeführt. Im Zeitraum vom 01.10.1997 bis 31.03.2000 wurden im Rahmen des oben genannten FuE-Vorhabens in der Agrargenossenschaft Brück e.G. in Kooperation mit dem Institut für Agrar- und Stadtökologische Projekte an der Humboldt-Universität zu Berlin Forschungs- und Entwicklungsarbeiten geleistet. Zielstellung war die Entwicklung und Erprobung eines neuen technisch-technologischen Verfahrens zur simultanen Aufbereitung und Verminderung des Abwassers in einer Kartoffelschälanlage unter Berücksichtigung der Gewinnung von Kartoffelprotein über ein elektrophysikalisches Verfahren. Die Ergebnisse einer Bestandsaufnahme hinsichtlich des Abwasseranfalls und der Zusammensetzung bildeten die Grundlage der folgenden verfahrenstechnischen Planung und Erweiterung, bestehend aus der Stufe der mechanischen Abtrennung der Feststoffe über einen modifizierten und den betrieblichen Bedingungen angepaßten Lamellenklärer, einer Stufe der Abtrennung der Kartoffelproteine über eine elektrophysikalische Anlage und einer anschließenden Aufbereitung des Prozeßwassers durch eine biologische Behandlung in einem speziellen Flügelrad-Bioreaktor. Die Anlage (ohne Integration des elektrophysikalischen Verfahrens) wurde über einen längeren Zeitraum hinsichtlich ihrer Reinigungsleistung sehr erfolgreich getestet. Nachfolgende Abbauwerte abwasserrelevanter Parameter werden erreicht: Gesamtstickstoff: 70,3 Prozent, Phosphat: 78,4 Prozent, CSB: 92,3 Prozent Es wurden Untersuchungen zur Separation von Kartoffelprotein mit Modellösungen von proteinreicherem Kartoffelfruchtwasser durchgeführt. Es enthielt durchschnittlich 1,9 Prozent Rohprotein. Die Versuche wurden in einem quaderförmigen Behälter mit einem Volumen von 25 Litern durchgeführt. In der Behältermitte befand sich eine Reaktionskammer, die aus perforierten und außenseitig isolierten Edelstahlplatten bestand, die durch einen umlaufenden Kunststoffrahmen verbunden waren. Durch Anlegen einer Gleichspannung an die Platten entstand ein elektrisches Gleichfeld, welches das Behältervolumen in einen positiv und einen negativ geladenen Bereich aufteilte. Der Behälter wurde anschließend mit den verschiedenen Lösungen des Kartoffelfruchtwassers befüllt. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an den in die Modellösung getauchten Edelstahlplatten (Elektroden) beginnen die Ladungsträger unter dem Einfluß des elektrischen Strömungsfeldes zu wandern. Die speziellen Untersuchungen zum Proteingehalt in den Elektrodenzellen ergaben eine Wanderung der Proteine zwischen den Elektroden und deren Anreicherung in der Elektrodenkammer und an der negativen Elektrode. In der positiven Elektrodenkammer wurde ein geringerer Gehalt ermittelt. Allerdings waren die Proteinkonzentrationsunterschiede zu gering, um signifikante Aussagen zu treffen. Einschränkungen ergaben sich auch durch den schnellen enzymatischen und nichtenzymatischen Proteinabbau, verbunden mit erheblichen zeitbezogenen Konzentrations- und Qualitätsverlusten. Ferner kann davon ausgegangen...
Das Projekt "Entwicklung von Verfahrenskombinationen fuer die Wasser- und Stoffkreislauffuehrung bei der Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe am Beispiel der Kartoffelstaerkeproduktion - Teilprojekt 1: Verfahrensentwicklung und Pruefung am Medium Kartoffelfruchtwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg, Fachbereich 9 Chemie, Arbeitsgruppe Physikalische Chemie I durchgeführt. In den Arbeitsschwerpunkten sind durch die Bearbeiter die Moeglichkeiten zu pruefen, Inhaltsstoffe des KFW frueh im Verarbeitungsprozess als Stoffgruppen abzuscheiden, oder gezielt als Einzelsubstanzen fuer eine qualifizierte Weiterverarbeitung zu gewinnen. Die sehr kurze Zeitplanung fuer die Laborphase und fuer die Realisierung der halbtechnischen Anlagen fuer die zweite Projektphase macht es erforderlich, Arbeitsansaetze und -ergebnisse der Laborphase von allem von Anfang an gedanklich und konstruktiv in das verfahrenstechnische Gesamtkonzept einzubeziehen, Realisierungsmoeglichkeiten nach dem Stand der Technik zu pruefen und die konstruktive Gestaltung der Technikumsanlagen vorzubereiten und zu realisieren. Der Verfahrenstechniker koordiniert die Laborarbeit unter dem Ziel der verfahrenstechnischen Entwicklungsaufgabe, fuehrt die laufende Dokumentation des Arbeitsstandes im Gesamtprojekt, plant die halbtechnische Anlage und ist fuer die inhaltliche Vorbereitung der Berichts- und Entscheidungskolloquien und fuer die Aufarbeitung und Umsetzung der Ergebnisse der Kolloquien verantwortlich.
Das Projekt "Entwicklung von Verfahrenskombinationen fuer die Wasser- und Stoffkreislauffuehrung bei der Verarbeitung pflanzlicher Rohstoffe am Beispiel der Kartoffelstaerkeproduktion - Teilprojekt 2: Wasser und Naehrstoffkreislauffuehrung bei der Kartoffelstaerkeproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emsland-Stärke GmbH durchgeführt. 83 Prozent des Rohstoffgewichtes bei der Kartoffelstaerkegewinnung sind die Nebenprodukte, 76 Prozent bestehen aus Kartoffelfruchtwasser (KFW). Durch Stand der Technik und Umkehrosmose lassen sich davon 51 Prozent KFW abscheiden, vorkonzentrieren und 25 Prozent als Permeat gewinnen. Durch vier verschiedene Arbeitsschwerpunkte, 'Enzym', 'Elektroimpuls-/Hochdruckverfahren', 'Gefriertechnik', und 'Maschinentechnik' soll der Kartoffelaufschluss verbessert und die Fruchtwasserabscheidung auf 88 Prozent erhoeht werden. Hierdurch kann mit Permeatverwertung, der Frischwassereinsatz um 87 Prozent ohne Verschlechterung der Staerkequalitaet verringert werden. Dieses ist nur durch verbesserten Rohstoffaufschluss, biochemisch, physikalisch und/oder mechanisch moeglich. Ein verringerter Wasserbedarf durch Nutzung der Kartoffelfruchtwasserpermeate/Kondensate im Prozess fuehrt zu oekonomischer und oekologischer Verbesserung der Kartoffelstaerkeproduktion und Sicherung der Produktionsstandorte in der Bundesrepublik Deutschland.