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Vollautomatische Entschleimungsanlage für dezentrale Ölmühlen

 

Die vollautomatische Entschleimungsanlage von BioKing ist speziell auf die Anforderungen von dezentralen Pflanzenölgewinnungsanlagen konzipiert worden und erlaubt somit auch kleineren Ölmühlen die Einhaltung der Norm DIN V 51605. Diese Norm ist ein seit Mitte 2006 gültiger Qualitätsstandard und immer dann entscheidend, wenn es darum geht, das Pflanzenöl als Biokraftstoff unter Inanspruchnahme von Wettbewerb sichernden Steuerbegünstigungen vermarkten zu wollen.

 

Hintergrund der steuerrechtlichen Bedeutung der DIN V 51605

 

 

Mittels der von BioKing entwickelten Entschleimungsanlage wird das Pflanzenöl von den sogenannten Phosphorlipiden, die auch als Schleimstoffe bezeichnet werden, befreit.
Mit Phosphorlipiden wird diejenige Stoffgruppe charakterisiert, welche das durch die Norm DIN V 51605 reglementierte Phosphor und die Erdalkali enthält. Die Phosphorlipide werden unterschieden in wasserlösliche und wasserunlösliche Phosphorlipide. Die wasserlöslichen Phosphorlipide können leicht durch Waschen mit Wasser aus dem Pflanzenöl herausgelöst werden. Die wasserunlöslichen Phosphorlipide hingegen müssen durch den Zusatz einer Säure hydrisiert, das heißt wasserlöslich gemacht werden und lassen sich erst dann mithilfe von Wasser aufquellen. Im gequellten Zustand bilden die Phosphorlipide eine Art Schleim, weshalb der Prozess ihrer Entfernung als Entschleimung bezeichnet wird. Hierfür kann Zitronensäure oder Phosphorsäure verwendet werden.
Mit steigendem Energieeintrag in die Saat bedingt durch Saatvorwärmung, Reibung und Druck sowie Saat- bzw. Ölverweilzeit in der Presse nimmt während des Pressvorgangs der Gehalt an Phosphorlipiden und damit der Anteil an Phosphor und Erdalkali zu. Ein zu hoher Phosphoranteil im Biokraftstoff Pflanzenöl kann dann durch ein Aufquellen der Phosphorlipide Filterverstopfungen verursachen sowie Ablagerungen im Brennraum, an Ventilen und auf dem Katalysator bewirken. Ein zu hoher Anteil an Calcium und Magnesium (Erdalkali) kann ebenfalls zu Ablagerungen im Brennraum, an Ventilen und an der Einspritzdüse sowie zu Katalysatordeaktivierung führen. Für die Verbrennungseigenschaften des Pflanzenöls ist es deshalb ungemein wichtig diese Parameter möglichst gering zu halten.
Zu diesem Zweck bietet BioKing eine Entschleimungsanlage an, die effektiv den Gehalt an Phosphor sowie den an Calcium und Magnesium deutlich bis auf unter die durch die Norm DIN V 51605 vorgegebenen Werte reduziert. Der Entschleimungsprozess, den BioKing auf eine Weise modular gestaltet hat, dass er sich leicht an die vor Ort gegebenen Bedingungen einer jeden Ölmühle anpassen lässt, gliedert sich in drei Teile und stellt sich wie folgt dar:

 

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1. Entschleimung

Die Entschleimung dient der Entfernung der Phosphorlipide. Dazu werden in diesem ersten Schritt die wasserunlöslichen Phosphorlipide hydrisiert und zusammen mit den bereits wasserlöslichen durch Wasser aufgequellt.

• Nach der kontinuierlichen Ölpressung und anschließenden Filtration gelangt das Öl in einen Zwischentank.
• Aus diesem Zwischentank wird diskontinuierlich eine Menge an Pflanzenöl entnommen und in den Entschleimungsreaktor gepumpt.
• Abhängig von der Temperatur, mit der das Pflanzenöl die Presse verlässt, muss das Öl gegebenenfalls noch auf 70 °C erwärmt werden.

Je nach bereits vorhandener Hitzequelle kann dies über einen Wärmetauscher oder bei keiner vorhandenen Hitzequelle mittels eines mit Pflanzenöl betriebenen Brenners oder wahlweise auch mit elektrischer Energie geschehen. Eine elektrische Heizung ist in der Standardausführung vorgesehen.

• Automatisch wird nun eine entsprechende Menge Säure (Zitronensäure oder Phosphorsäure) zu dem warmen Pflanzenöl gegeben und zusätzlich mit Wasser stark verrührt.

Die Säure bewirkt, dass die wasserunlöslichen Phosphorlipide hydrisiert, das heißt wasserlöslich gemacht werden, während das Wasser die Phosphorlipide quellen lässt.

• Nach einer Rührzeit von 45 Minuten ist der erste Schritt der Entschleimung abgeschlossen.

Falls nötig kann an dieser Stelle noch ein Neutralisationsprozess angeschlossen werden. Dazu werden unter Hinzugabe einer Lauge zuerst die Säure und dann die Freien Fettsäuren neutralisiert.
Die Freien Fettsäuren entstehen aufgrund von Alterungsprozessen und werden in der Norm DIN V 51605 durch die sogenannte Säurezahl ausgedrückt.
Für die Neutralisation der Freien Fettsäuren kann sowohl Kaliumhydroxid (KOH) als auch Natriumhydroxid (NaOH) verwendet werden. Dabei entsteht Seife, welche sich leicht mit Wasser heraus waschen lässt.

 

2. Separation und Phosphorlipide

Nachdem die wasserunlöslichen Phosphorlipide hydrisiert und durch das Wasser aufgequollen sind, müssen die Phosphorlipide vom Pflanzenöl getrennt werden. Dazu gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten, die sich beide die im Vergleich zu Pflanzenöl höhere Dichte der nun gequollenen Phosphorlipide zunutze machen:

1. Nach abgeschlossener Mischzeit wird das behandelte Pflanzenöl in einen Zwischentank gepumpt. Von dort wird das Öl kontinuierlich einer Zentrifuge zugeführt, welche die Schwerkraft durch die Fliehkraft ersetzt. Die hohe G-Zahl der Zentrifuge bewirkt, dass sich die gequollenen Phosphorlipide von dem Pflanzenöl trennen. Die so abgeschiedenen Phosphorlipide werden abgeführt und das entschleimte Pflanzenöl in einen weitern Zwischentank gepumpt.

Da sich die Zentrifugentechnik erst ab größeren Durchflussmengen lohnt, lässt sich anstatt dessen auch mit kostengünstigen Sedimentationsbehältern arbeiten.

2. Dazu wird das behandelte Pflanzenöl nach abgeschlossener Mischzeit direkt in einen Sedimentationstank befördert und dort stehen gelassen. Die gequollenen Phosphorlipide sinken dann aufgrund ihrer höheren Dichte auf den Grund des Behälters, wo sie anschließend abgelassen und damit vom Pflanzenöl getrennt werden.

Die Größe der Sedimentationsbehälter sowie die Verweilzeit in diesen richten sich nach der Menge an zu entschleimenden Pflanzenöl. Je größer der Tank dabei ist, desto länger muss sedimentiert werden, weil sich der Weg, den die Schleimstoffe zurücklegen müssen, natürlich entsprechend verlängert. In jedem Fall sind jedoch für einen kontinuierlichen Betrieb mindestens zwei solcher Sedimentationstank notwendig, damit jeweils in einen Tank produziert und in dem anderen sedimentiert werden kann.

 

3. Trocknung des entschleimten Pflanzenöls

Nach abgeschlossener Separation der Phosphorlipide enthält das entschleimte Pflanzenöl noch einen Restanteil an Wasser. Dieses Wasser, das dem Quellen der Phosphorlipide diente und das Pflanzenöl jetzt deutlich eintrübt, muss nun noch entfernt werden. Dies ist wichtig für das Endprodukt, weil die Norm DIN V 51605 lediglich einen Wasseranteil von 0,075 % (m/m) erlaubt und weil Wasser bei sehr kalten Temperaturen zur Auskristallisation von Eis und folglich zu Filterverstopfung führen kann. Außerdem befördert Wasser im Treibstoff die Emulsionsbildung sowie Bakterienwachstum und damit die Ölalterung.

• Um das verbleibende Wasser aus dem Öl zu entfernen, wird das zuvor entschleimte und von den Phosphorlipiden getrennte Pflanzenöl entweder aus dem letzten Zwischentank nach der Zentrifuge oder bei der Verwendung von Sedimentationsbehältern aus diesen direkt in den Trockner gepumpt. Durch Erhitzung verdunstet das verbleibende Wasser mit dem Ergebnis eines Biokraftstoffs, das die Norm DIN V 51605 in allen Parametern erfüllt.
• Optional lässt sich abschließend noch ein Filtersystem in die vollautomatische Entschleimungsanlage integrieren, welche die Gesamtverschmutzung des Pflanzenöls auf unter 10 mg/kg reduziert. Zwar erlaubt die Norm DIN V 51605 eine Gesamtverschmutzung von maximal 24 mg/kg, aber in der Regel sind es gerade die ungelösten Fremdstoffe wie Pflanzenpartikel, welche zu Filterverstopfungen und Verstopfungen der Einspritzdüsen führen.
• Nach erfolgter Trocknung und eventueller Endfiltration wird das Pflanzenöl in einen Lagertank gepumpt und nach Endkontrolle zum Verkauf freigegeben.

Durch die modulare Bauweise lässt sich diese vollautomatische Entschleimungsanlage leicht in den Prozess der Ölgewinnung einer jeden Ölmühle integrieren und dabei die notwendigen Komponenten jeweils an die Anforderungen des Pflanzenölproduzenten anpassen. Der Preis dieser Entschleimungsanlage hängt deshalb von der Durchlaufmenge an zu behandelndem Pflanzenöl, welche die Größe der einzelnen Komponenten dimensioniert, und den letztendlich jeweils erforderlichen Komponenten sowie von dem gewünschten Grad der Automatisierung ab.
Fordern Sie deshalb ein unverbindliches und genau auf Ihre Bedürfnisse zugeschnittenes Angebot an. Wir beraten Sie gern und kompetent.

 

Kontakt

 

Für weitere Informationen kontaktieren Sie uns bitte unter:

 

info@bioking-deutschland.com

 

 

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