Titelaufnahme

Titel
Verwendung von Klärschlamm zur Herstellung von Biodiesel / Stefan Konrad, BSc
Weitere Titel
Utilization of sewage sludge for the production of biodiesel
Verfasser/ VerfasserinKonrad, Stefan
Begutachter / BegutachterinMittelbach, Martin
ErschienenGraz, 2015
Umfang99 Seiten : 2 Blatt Zusammenfassung ; Illustrationen
HochschulschriftKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2015
Anmerkung
Zusammenfassungen in Deutsch und Englisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Klärschlamm / Biodiesel
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-96175 Persistent Identifier (URN)
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Verwendung von Klärschlamm zur Herstellung von Biodiesel [2.4 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Klärschlamm als erneuerbarer Rohstoff für die Biodieselproduktion rückt in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus. Im Vergleich zu den herkömmlichen Ausgangsstoffen ist er kostengünstig zu erwerben und die anfallenden Mengen werden in Zukunft durch die vermehrte Urbanisierung immer weiter steigen.Ziel dieser Untersuchung ist es das Potential von regionalem Klärschlamm zu testen. Es soll geklärt werden, ob genug Lipide in kommunalen und industriellen Primär-Klärschlammproben (Papierindustrie) enthalten sind, um eine Biodieselherstellung wirtschaftlich durchführen zu können. Aus den durchgeführten Versuchen konnten einige Trends festgestellt werden. Der Lipidgehalt in den bereitgestellten kommunalen Primärschlammproben (6,80% bis 16,04%) ist um ein Vielfaches höher als in den untersuchten Industrieklärschlammproben (1,05% bis 3,04%). Zusätzlich lassen sich bei der Lösungsmittelextraktion umso mehr Lipide extrahieren, je polarer das verwendete Lösungsmittel ist. Die höchsten Ergebnisse für kommunalen Klärschlamm erreicht man mit einer aufeinanderfolgenden Extraktion mit einem unpolaren und polaren Lösungsmittel. Im Vergleich zur Lösungsmittelextraktion liefert eine CO2-Extraktion ohne polaren Co-Solvent viel geringere Lipidausbeuten (3,53%). Die extrahierten Lipide werden in weitere Folge zu Fettsäuremethylestern umgewandelt. Nach einer zweistufigen Extraktion und anschließenden Umesterung lässt sich die größte Biodieselausbeute von 8,67% bezogen auf die eingewogene Trockenmasse feststellen.Ein weiteres wichtiges Ziel war es eine Methode zur Biodieselherstellung zu entwickeln, die den langwierigen und energieintensiven Trocknungsprozess umgeht. Während eine nasse In-Situ Veresterung zu keinen befriedigenden Ergebnissen führt, sorgt eine Hydrolyse mit Verseifung und späterer Ansäuerung für eine Aufspaltung der Glyceride und einer guten Ausbeute (4,41%) an freien Fettsäuren. Diese können im nächsten Schritt zu Fettsäuremethylestern umgewandelt werden. Es kann eine Biodieselausbeute von bis zu 3,71% bezogen auf die Trockenmasse errechnet werden.

Zusammenfassung (Englisch)

Research in using sewage sludge as a renewable raw material for biodiesel production has gained in importance over the last years. Compared to the conventional raw materials it is inexpensive to purchase and the resulting amounts will increase in the future due to the increased urbanization.The aim of this study is to test the potential of regional sewage sludge as possible feedstock. It should be studied if enough lipids are included in municipal and industrial primary sewage sludge samples (paper industry) to conduct a biodiesel production economically. From the experiments carried out some trends could be determined. The lipid content in the provided municipal primary sludge samples (6.80% to 16.04%) is many times higher than in the studied industrial sludge samples (1.05% to 3.04%). In solvent extraction methods, more lipids can be extracted with increasing polarity of the solvent. The highest results are obtained with a sequential extraction with a nonpolar and polar solvent. In comparison to solvent extraction a CO2 extraction without polar co-solvent provides much lower lipid yields (3.53%). The extracted lipids are converted in further consequence to fatty acid methyl esters. After a two-stage extraction and subsequent transesterification, the largest biodiesel yield of 8.67% can be observed with respect to the weighed dry matter.Another important goal was to develop a method for the production of biodiesel, which bypasses the long lasting and energy-intensive drying process. While a wet in-situ esterification does not lead to satisfying results, hydrolysis with saponification and subsequent acidification leads to splitting of the glycerides and to a good yield (4.41%) of free fatty acids. These can be converted in the next step to fatty acid methyl esters. A biodiesel yield of up to 3.71% on the anhydrous basis can be calculated

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