vollem Umfang zu beachten. Er sorgt dafiir daB die Anlagenteile regelma- Big gepriift, gewartet sowie instandgesetzt werden und wirkt bei Planungen und Veranderungen an der Anlage mit. Zur Durchfiihrung der notwendigen Arbeiten schaltet er die Abteilungen des Ressorts Ingenieur-Technik ein. Der Ingenieur der EMR-Betriebsbetreuung (TEB) unterstutzt die Betriebs- leitung in allen Fragen der Elektro-, MeR- und Regelungstechnik und koordiniert den Einsatz von anderem Fachpersonal der EMR-Technik. Durch elektronische MaBnahmen zur Anlagensicherung (EZA) tragt die EMR-Technik zur Betriebssicherheit von Anlagen bei. Bei der Auswahl von Elektro-Fachkraften und von elektrotechnisch unter- wiesenen Personen tragt die auswahlende Fuhrungskraft dieverantwortung (Auswahlverschulden). Ferner besteht die Pflicht zur Ubenvachung und Kontrolle der Tatigkeit (Verhalten, Arbeitsausfiihrung) des obigen Perso- nenkreises (Uberwachungsverschulden). Der Betriebsfiihrer muB sich in derartigen fachspezifischen Dingen auf die Fachabteilung verlassen konnen. Dies kann ihn im Einzelfall entlasten. Bei einemvorfall ist sofort einvertreter der Rechtsabteilung einzuschalten. Von dort wird Rechtsbeistand gestellt. Zur Wahrung aller Zeugen- und Beschuldigtenrechte empfiehlt es sich grundsatzlich, nur rnit anwaltlichem Beistand Aussagen gegeniiber Ermittlungsbehorden zu machen.

Nachwachsende Rohstoffe fur die Chemische lndustrie - eine neue vedahrenstechnische Herausforderung?

Dr. L. Jeromin, Henkel KGaA, Postfach 1100, 4000 Diisseldorf

Im Zusammenhang rnit der COz-Bilanz in der Erdatmosphare und den damit zusammenhangenden Diskussionen zumThema Treibhauseffekt wird auf die Moglichkeit des vermehrten Einsatzes nachwachsender Rohstoffe fur chemische Synthesen hingewiesen. Nun ist der Vorschlag fur die chemische Industrie nicht neu, denn seit vielen Jahren werden uber komplexe Reaktions- und Aufbereitungsschritte aus nachwachsenden Roh- stoffen sowohl Grundchemikalien wie auch Produkte rnit einem hohen Veredelungsgrad hergestellt . Als Rohstoffe kommen hauptsachlich Polysac- charide (Cellulose. Starke, Zucker), Fette und Ole, aber auch EiweiBe zum Einsatz, wobei diese wiederum iiber mehrere Aufbereitungsstufen aus Pflanzen oder tierischen Ruckstanden gewonnen werden. A l s Naturstoffe sind die nachwachsenden Rohstoffe, insbesonderc bedingt durch storende Begleitstoffe, in ihrer Qualitat und Zusammensetzung nicht einheitlich und ihre chemischen Eigenschaften, abhangig z. B. von Pflanzen- art. Anbaugebiet und Wetterlage, Schwankungen unterworfen, die bei der Verfahrensauswahl beachtet werden mussen. Fur die wichtigsten nachwachsenden Rohstoffe, d. h. Cellulose und Starke, Zucker, Fette und Ole, werden typische Synthese-Routen zu bekannten Prodnktfamilien mit ihren Anwendungsmoglichkeiten beschrieben. Hier- bei werden die wichtigsten ProzeBschritte rnit ihren verfahrenstechnischen Besonderheiten herausgearbeitet. Bei den Polysacchariden mussen Fest- stoffe mit fliissigen oder gasformigen Reagenzien umgesetzt und anschlie- Bend aufbereitet werden. Hierbei steht die Feststoff-Technologie im Mittel- punkt. Bei den im wesentlichen fliissigen Fetten und Olen kommen Technologien in der fliissigen und gasformig/fliissigen Phase in Betracht, die im allgemeinen leichter beherrschbar,sind. Hier setzt jedoch die Tempera- turempfindlichkeit der Fette und Ole bei der Bearbeitung naturliche Grenzen, und die Verfahrensauswahl wird entsprechend eingeschrankt. AbschlieBend wird auf einige Problemfelder bei der Verarbeitung nach- wachsender Rohstoffe eingegangen, und es werden Ansatzpunkte fur zukunftige Entwicklungen aufgezeigt.

Methylester, ein wichtiges Zwischenprodukt der Fettchemie - Herstellungs- und Venvendungsmoglich keiten

B. Gutsche (Vortragender), V Jordan und L. Jeromin, Henkel KGaA, R-TVV, Postfach 101100, 4000 Dusseldorf 1

Fettsauremethylester sind eine wichtige Basischemikalie der Fettchemie. Ausgehend von den nachwachsenden Rohstoffen Fett und 01 werden aus dem Methylester in weiteren Verarbeitungsstufen biologisch gut abbaubare Tenside, Kosmetikprodukte, Schmiermittel und andere Spezialchemikalien etwa fur die Kunststoff- und die Textilindustrie hergestellt. Dabei werden unterschiedliche anwendungstechnische Eigenschaften im wesentlichen durch die C-Kettenverteilung der Fette beeinfluBt. So spielen etwa ,Laurie-Ole‘, wie Palmkern- und,, Kokosol, eine wichtige Rolle im Tensid- aber auchim Kosmetikbetrieb. Ole undFette mit hohen Anteilen an CIS-Fettsauren wie Palmol, Talg aber auch neugeziichtetes Sonnenblumen- und Rapsol finden Anwendung bei der Herstellung von Hilfsmitteln fur die Kunststoffindustrie, aber auch zunehmend im Tensidbereich. Bedingt durch die unterschiedliche Herkunft und Gewinnung der Ole und Fette ergeben sich bestimmte Anforderungen an die Aufarbeitung des Rohols, das kein Rohstoff rnit konstanten Eigenschaften im Sinne der klassischen Chemie ist. So treten unterschiedliche Fettbegleitstoffe auf, die im Produkt Methylester nicht envunscht sind, denn dieses Produkt sol1 als Basischemikalie bezuglich der physikalischen und chemischen Eigenschaf- ten konstant sein. Daher ist die Methylester-Herstellung gemeinsam mit der Olreinigung zu betrachten. GroRtechnisch existieren z. T. schon iiber Iangere Zeit verschiedeneverfah- ren zur Herstellung von Methylester. Dazu gehort der klassische Weg iiber die Hydrolyse, zuerst katalysiert durch das Twitchell-Reagcnz 1890, spater in kontinuierlichen Spaltkolonnen katalysatorfrei unter Druck und die anschlieaende Veresterung mit Methanol als Batch- und spater als Konti- ProzeB sowie verschiedeneverfahren zur Methanolyse, der Umesterung des Fettsauretriglycerids rnit Methanol. Die erste Arbeit zur Methanolyse stammt aus dem Jahre 1846 von Rochleder. Die Auswahl der Verfahren hangt vor allem von Art und Qualitat des Rohstoffes und den gewunschten Zielprodukten ab. Zusatzlich sind im Zusammenhang mit der Nutzung von Pflanzenol- Methylestern als Energietrager (z. B. aus Raps in Deutschland und Oster- rcich. aus Sonnenblumen und Raps in Frankreich, aber auch aus Kokosol in Siidostasien) verschiedene Pilot- und Produktionsanldgen nach unter- schiedlichen Verfahrenskonzepten im Bau oder im Versuchsbetrieb. Im Vortrag werden alternative Herstellrouten vorgestellt und auf der Basis von neueren reaktionstechnischen und thermodynamischen Forschungser- gebnissen diskutiert. Dabei liefern vor allem der Stoffiibergang, die thermodynamischen Phasengleichgewichte und die Reaktionsgleichgewich- te fur das Stoffsystem wichtige Informationen fur eine optirnale ProzeBfiih- rung.

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Herstellung von Biodiesel nach dem VN I-Veda hren

M . Koncar (Vortragender), VTU-Engineering GmbH, Grottenhofstr. 3, A-8053 Graz, M . Mittelbuch, Institut fur Organische Chemie, Universitat Graz, G. Alfort,VNI-GmbH, Graz, und R. Murr, Institut fur Thermische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik. TU Graz.

Die standig steigende Rohstoffnachfrage bei immer knapper werdenden Ressourcen fuhrt dazu, daO Anwendungsmoglichkeiten fur nachwachsende Rohstoffe entwickelt werden mussen. Im Bereich der Treibstoffe wird seit den Olkrisen der 70er Jahre an der Entwicklung von Treibstoffen aus pflanzlichen Rohstoffen gearbeitet. Diese Arbeiten waren vor allem im

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Methanol: Methanol

I i Methanol

Zentrifugieren

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Abb. Schema des Umesterungsprozesses mit Glycerin-Gewinnung.

Bereich der Herstellung von Dieselkraftstoff aus Pflanzenolen erfolgreich. Da die Pflanzenole ohne Anderungen am Dieselmotor nicht direkt einsetzbar sind, wurden Prozesse entwickelt, welche die Pflanzenole so modifizieren, daB das erhaltene Produkt im Motorbetrieb direkt einsetzbar ist. Bei den derzeit angewendetenverfahren werden die wesentlichen Bestand- teile der Pflanzenole, die Triglyceride, durch Umesterung mit kurzkettigen Alkoholen zu Estern dieser Alkohole verarbeitet. Bei der Mehrzahl der Verfahren wird Methanol als Alkohol venvendet. Die Umesterung erfolgt entweder bei sehr hohen Drucken und Temperaturen [l] oder unter Anwendung von Katalysatoren bei Umgebungsbedingungen oder nur leicht erhohten Driicken und Temperaturen [2.3]. Bei den Umesterungsprozes- sen fallt als Nebenprodukt Glycerin an. Mit den aus den verschiedenen Verfahren erhaltenen Produkten wurden europaweit Motortests durchgefiihrt. Dabei hat sich gezeigt, daB Methyl- ester aus pflanzlichen Olen (Biodiesel) als Ersatz fur herkommliche Dieselkraftstoffe eingesetzt werden kann [4]. Die Ergebnisse der Tests dienten jedoch auch als Grundlage zur Erstellung von Normvorschlagen, welche eine einheitliche Methylester-Qualitat gewahrleistcn sollen. Die Einhaltung der vorgeschriebenen Qualitatsnorm war naturlich das oberste Ziel bei der Entwicklung des VNI-Prozesses zur Herstellung von Biodiesel. Gleichzeitig wurde jedoch auch den Faktoren Wirtschaftlichkeit und Umweltschutz groBe Aufmerksamkeit geschenkt. So konnen als Einsatzprodukt pflanzliche Rohole ohne aufwendige Vorreinigung direkt verarbeitct werden. Durch spezielle Wahl des Katalysators konnten Ver- wertungsmoglichkeiten fur die Nebenprodukte entwickelt werden, so daB im ProzeB nahezu keine Abfalle anfallen. Die Abbildung zeigt eine schematische Darstellung des VNI-Prozesses, wobei in dieser Darstellung die Aufarbeitung des Glycerins zu Pharmaglycerin gezeigt wird. Derzeit werden drei Anlagen (500 bis 1500 t/a) nach dem beschriebenen Verfahren betrieben. Eine weitere Anlage (15000 t/a) wird im zweiten Halbjahr dieses Jahres in Betrieb genommen.

Literatur [I] Europaische Patentanmeldung 0198243 (Hiils AG). [2] Patentschrift DE 3727981 (Mittelbach, M., Junek, H.). [3] Internationale Patentanmeldung WO 92/00268 (VNI-GmbH). [4] Symposium Nr. 13983/68.263, Technische Akademie Esslingen 1991.

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Fest/Flussig-Extraktion von Naturwachsen aus kubanischem Zuckerrohr und Chinaschilfgras

Dipl.-Ing. Anne Minnich (Vortragende), Dip1.-Ing. D. Deicke und Prof. Dr.-Ing. habil. L. M o d , Technische Universitat ,,Otto von Guericke" Magdeburg, Institut fur Thermische Apparate- und Umwelttechnik, Uni- versitatsplatz 2, 0-3010 Magdeburg.

Vor dem Hintergrund des internationalen Trends zu Naturprodukten und zur ErschlieRung nachwachsender Rohstoffe ist das Interesse fur die Gewinnung von Natunvachsen aus anderen als den herkommlichen Quellen folgerichtig. Zur Zeit wird lediglich das Wachs der Carnaubapalme im groBeren Maastab wirtschaftlich genutzt. Gras- und Rohnvachse, wie z. B. das Candelillawachs, spielen nur eine untergeordnete Rolle. Zuckerrohnvachs, das bei der Zuckerherstellung als Nebenprodukt in groRen Mengen anfallt, hat sich aufgrund schlechter Qualitat als Rohnvachs international bishzr nicht durchsetzen konnen. Jiingere Untersuchungen haben aber gezeigt, dab z. B. aus agyptischem Zuckerrohr durch Wahl eines geeigneten Losungsmittels fur die Extraktion die Aufbereitung des Wachses durch fraktionierte Kristallisation und anschlieaende Bleichung Hartwach- sc gewonnen werden konnen, deren Eigenschaften denen von Carnauba- wachs und anderen handelsublichen Wachsen ahnlich sind. Bei dem Ausgangsstoff fur die durchgefuhrten FestlFlussig-Extraktionsversuche handelte es sich um die sog. Cachaza, den Klarriickstand des Zuckerrohr- saftes, die in getrockneter, feinkorniger und feinfaseriger Form zur Verfiigung stand. Das Chinaschilf (Miscantussinensis) ist in jungerer Zeit wegen seines groBen Biomasse-Ertrages als Energiepflanze im Gesprach. Da es als C4-Pflanze dem Zuckerrohr venvandt &,war der Gedanke an eine mogliche Extraktion von Wachsen aus diesem Rohstoff naheliegend. Als Ausgangsstoff fur die Extraktionsversuche wurden zerkleinerte Miscantus-Blatter verwendet. In vorbereitenden Versuchen wurde zunachst der EinfluB des verwendeten Losungs- bzw. Extraktionsmittels auf die Menge und die Eigenschaften der gewonnenen Wachse untersucht. Mit Hinblick auf die gute Verfiigbarkeit von Ethanol in Kuba sowie dessen gute Eignung aus okologischer und sicherheitstechnischer Sicht wurden weiteren Versuchen mit Cachaza auf dieses Losungsmittel beschrankt. Fur das Miscantus-Material wurde Hexan als Llisungsmittel ausgewahlt, da damit die grol3ten Extraktmengen erzielt werden konnten. Ziel war jeweils die Konzipierung eines geschlossenen Verfahrensprinzips zur extraktiven Wachsgewinnung. Zunachst wurden das den ExtraktionsprozeB bestimmende Gleichgewichts- verhalten im 3-Stoff-System FeststofflWachsLosungsmittel, die Gesamtex- traktgehalte, der dynamische Verlauf des Extraktionsprozesses sowie das Perkolationsverhalten und das Losungsmittel-Ruckhaltevermogen des Extraktionsgutes ermittelt. Als Gesamtextraktgehalt wurden fur Cachaza 0,073 kg Extrakt/kg Feststoff und fiir das Miscantus-Material 0,057 kg Extrakdkg Feststoff festgestellt. Die Extraktionszeiten bis zum Erreichen des Gleichgewichtszustandes betrugen 17 bis 20 min bei Cachaza bzw. 5 min bei Miscantus sinensis. Die Ergebnisse zum Gleichgewichtsverhalten des 3-Stoff-Systems bildeten die Grundlage fur die Bestimmung der erforder- lichen Stufenzahl bei der Realisierung einer Gegenstromextraktion und die Festlegung der erreichbaren Wachsendkonzentrationen im Feststoff und in der Miszella.

X 1 9 Ellr.kt/lp F ~ . l ~ l O l t l

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0.0 15 5 10 15 20 25 30 35 40

Y-104 [kg Extraktlkg Losungsrnittell

4 Cachara -+ Miscantus

Abb. Gleichgewichtslinie FeststoffLosungsmittel-Extrakt.

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