Behandlung Salz- und Glycerin-haltiger Rückstände

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung, die durch dieses Verfahren erhältliche SaIz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung eines Methan beinhaltenden Gases, das durch dieses Verfahren erhältliche Methan beinhaltende Gas, ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäurealkylestern, die Verwendung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung sowie die Verwendung einer Kombination aus Wasser und einer Säure oder eines Derivates davon.

Glycerin findet heutzutage unter anderem als Feuchtigkeitsspender in Kosmetika, als Frostschutzmittel, als Schmierstoff und als Weichmacher Verwendung und wird daher unter anderem bei der Herstellung von Kunststoffen, Mikrochips, Farbstoffen sowie Zahnpasta eingesetzt. Auch als Lebensmittelzusatzstoff wird Glycerin eingesetzt. Weiterhin kann Glycerin als Ausgangsmaterial für die Herstellung weiterer chemisch interessanter Monomere eingesetzt werden. So kann Glycerin beispielsweise durch Dehydratisierung zu Acrolein umgesetzt werden, welches dann durch katalytische Oxidation in Acrylsäure überführt werden kann.

Ausgangsmaterial für Glycerin, welches zu den vorstehend beschriebenen Zwecken eingesetzt wird, ist üblicherweise sogenanntes „Roh-Glycerin", welches üblicherweise bei der Fettspaltung oder aber bei der Fettumesterung, wie etwa bei der Biodieselherstellung, anfällt.

Bei der Fettspaltung werden natürliche öle und Fette mit Wasser unter Drücken bis 100 bar und Temperaturen zwischen 100 und 250 ⁰ C hydrolysiert. Man erhält eine leichte, die Fettsäuren enthaltende Phase und eine schwere Phase, die im Wesentlichen aus Glycerin und Wasser besteht und auch als „Glycerinwasser" be- zeichnet wird. Durch Eindampfen wird das so erhaltene Glycerinwasser anschließend unter Erhalt eines etwa 75 bis 85 Gew.-% enthaltenden Roh-Glycerins auf-

konzentriert. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der WO-A-87/002378 beschrieben. Neben der vorstehend beschriebenen Hochdruckspaltung von Triglyceriden sind auch das sogenannte Laugenverfahren oder das Carbonatverfahren bekannt, bei denen die Triglyceride unter Normaldruck, jedoch in Gegenwart ba- sischer Katalysatoren (Natronlauge oder Natriumcarbonat) gespalten werden. Auch hier werden eine wässrige Glycerin-Phase und eine sich von dieser wässri- gen Glycerin-Phase abscheidende Seifenphase gebildet.

Bei der Fettumesterung, wie etwa bei der Biodieselherstellung, wird Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol und verschiedenen Reagenzien (vor allem Kaliumhydroxid oder Natriumhydroxid und seltener Alkoholate) versetzt. Bei Normaldruck und Temperaturen um 60 ⁰ C werden die Fettsäuregruppen in den Triglyceriden des Pflanzenöls mit dem Methanol verestert (Umesterung). Das dabei entstehende Glycerin und die Fettsäuremethylester bilden dabei zwei nicht miteinander misch- bare Phasen, so dass das Glycerin leicht von der Fettsäuremethylester-Phase abgetrennt werden kann.

Für die eingangs genannten Verwendungsbereiche reicht jedoch die Reinheit des auf diese Weise gewonnenen Roh-Glycerins nicht aus, so dass weitere Aufreini- gungsschritte erforderlich sind. Häufig erfolgt diese weitere Aufreinigung durch thermische Trennverfahren, insbesondere durch Destillation. Dabei werden jedoch große Mengen an salzhaltigen Sumpfprodukten erhalten, die noch beachtliche Mengen an Glycerin enthalten können, wobei die Salze insbesondere auf die zur Fettspaltung bzw. Umesterung eingesetzten Katalysatoren, auf die zur Neutralisa- tion der Reaktionsmischungen eingesetzten Reagenzien oder aber auf Salze, welche bereits in den zur Fettspaltung bzw. Umesterung eingesetzten pflanzlichen oder tierischen Fetten oder ölen enthalten sein können, zurückzuführen sind. Die bei der Umesterung in Gegenwart von Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid, KaIi- umalkoholat bzw. Natriumakoholat erhaltene Reaktionsmischung bei der Biodie- selherstellung wird beispielsweise häufig mit Salzsäure neutralisiert, so dass im

Roh-Glycerin beachtliche Mengen an Natrium- bzw. Kaliumchlorid enthalten sind.

Aus wirtschaftlicher Sicht ist es nachteilig, diese salzhaltigen Sumpfprodukte zu verwerfen, da sie noch beachtliche Mengen an Glycerin enthalten. Es ist daher erstrebenswert, diese salzhaltigen Rückstände weiter zu verwerten, beispielsweise als Biomasse in einer Biogas-Anlage. Die Nutzung dieser Rückstände in einer

Biogas- Anlage zur Erzeugung von Methan scheiterte bisher jedoch an der hohen

Viskosität der Rückstände oder daran, dass sie bereits bei Raumtemperatur fest vorlagen. Der Versuch, diese Lösungen bei höherer Temperatur dem Biogas-

Prozess zuzuführen, scheitert jedoch an der Temperaturempfindlichkeit der zur

Biogasherstellung eingesetzten Mikroorganismen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die sich aus dem Stand der Technik ergebenden Nachteile im Zusammenhang mit der Nutzung salzhaltiger Rückstände, welche bei der Destillation von Roh-Glycerin anfallen, in Biogas- Anlagen zu überwinden.

Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfah- ren anzugeben, mit dessen Hilfe derartige salzhaltige Rückstände in möglichst vorteilhafter und kostengünstiger Art und Weise derart vorbehandelt werden können, dass sie sich problemlos als Biomasse in einer Biogas- Anlage einsetzen lassen. Dabei sollte der Betreiber einer Biogas- Anlage die ihm als Biomasse zur Verfügung gestellten Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzungen durch den Zusatz möglichst geringer Additivmengen in einen Zustand überführen können, welcher einen problemlosen Einsatz dieser Zusammensetzungen bei der Biogasherstellung ermöglicht.

Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet ein Verfahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung, umfassend die Verfahrensschritte:

i) Bereitstellung einer Roh-Glycerin-Phase, beinhaltend

ia) 40 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 95 Gew.-% und am meisten bevorzugt 60 bis 90 Gew.-% Glycerin, ib) 0,1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 25 Gew.-% und am meisten bevorzugt 5 bis 20 Gew.-% Wasser, ic) 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 12,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% Salze, sowie id) 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 12,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen,

wobei die Summe der Komponenten ia) bis id) 100 Gew.-% beträgt;

ii) Destillation der Roh-Glycerin-Phase unter Erhalt einer Rein-Glycerin-Phase und einem Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfprodukt;

iii) In Kontakt bringen des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes mit Wasser, vorzugsweise mit 1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 2,5 bis

40 Gew.-% und am meisten bevorzugt 5 bis 15 Gew.-% Wasser und mit einer Säure, welche einen pKs-Wert von höchstens 5,0, besonders bevorzugt höchstens 4,5, noch mehr bevorzugt höchstens 4,0 und am meisten bevorzugt höchstens 3,5 aufweist, oder eines Derivates davon, vorzugsweise mit 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% einer solchen Säure oder eines solchen Derivates davon, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Salz- und Glycerin- haltigen Sumpfproduktes, wobei eine Salz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung erhalten wird.

- A -

Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer SaIz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung wird eine Roh-Glycerin-Phase bereitgestellt, wobei diese Roh-Glycerin-Phase beispielsweise im Rahmen einer Triglyce- ridspaltung oder im Rahmen einer Triglyceridumesterung, etwa bei der Biodiesel- herstellung, erhalten worden sein kann.

Gemäß einer ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung wird das im Verfahrensschritt i) bereitgestellte Roh-Glycerin in einem Verfahren erhal- ten, welches die folgenden Verfahrensschritte beinhaltet:

(αl) Spaltung von Mono-, Di- oder Triglyceriden mit Wasser unter Erhalt einer wässrigen Glycerin-Phase und einer Fettsäure-Phase;

(cc2) Aufarbeitung der wässrigen Glycerin-Phase unter Erhalt von Roh-Glycerin.

Unter Mono-, Di- oder Triglyceriden werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung allgemein Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

CH ₂ (θ ₂ CR ¹ )-CH(θ ₂ CR ² )-CH ₂ (θ ₂ CR ³ )

verstanden, worin die Reste R ¹ , R ² und R ³ unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom oder ein Alkyl-Rest mit 5 bis 23 Kohlenstoffatomen bedeuten, die gesättigt oder ungesättigt, geradkettig oder verzweigt sein können, wobei im Falle eines Monoglycerides zwei der Reste R ¹ , R ² oder R ³ , im Falle eines Diglycerids einer der Reste R ¹ , R ² oder R ³ und im Falle eines Triglycerides keiner der Reste R ¹ , R ² oder R ³ ein Wasserstoffatom darstellen.

Die Mono-, Di- oder Triglyceride können in reiner Form (also als reines Mono-, Di- oder Triglycerid) oder aber in Form von Mischungen aus mindestens zwei dieser Glyceride vorliegen. Weiterhin können die Mono-, Di- oder Triglyceride

oder aber die Mischung aus mindestens zwei dieser Glyceride natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein, wobei ein Einsatz von Glyceriden natürlichen Ursprungs besonders bevorzugt ist.

Im Zusammenhang mit der ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung werden die Mono-, Di- oder Triglyceride vorzugsweise in Form pflanzlicher oder tierischer Stoffe eingesetzt, welche diese Mono-, Di- oder Triglyceride beinhalten. In Betracht kommen hier insbesondere pflanzliche oder tierische Fette oder aber pflanzliche oder tierische öle. Als konkrete Beispiele für Substanzen, welche Mono-, Di- oder Triglyceride beinhalten, seien beispielsweise pflanzliche öle wie Rüböl bzw. Rapsöl, Erdnussöl, Olivenöl, Nussöl, Maisöl, Leinöl, Hanföl, Traubenkernöl, Baumwollsamenöl, Babassuöl, Jojobaöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Kokosöl, Palmöl, Palmkernöl, Sesamöl oder Rizinusöl oder aber tierische öle oder Fette, wie Talg, Schmalz, Hühnerfett, Knochenfett, Milchfett oder Fischöl, wie etwa Pottwalöl, Delphinöl, Walöl, Seehundöl, Sardinenöl, Heringsöl oder Lebertran genannt, wobei der Einsatz von tierischen Fetten, insbesondere der Einsatz von Talg besonders bevorzugt ist.

Die Spaltung der Mono-, Di- oder Triglyceride bzw. der Mischung aus mindestens zwei davon im Verfahrensschritt (αl) kann durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren erfolgen, mit dessen Hilfe Mono-, Di- oder Triglyceride in Gegenwart von Wasser in Fettsäuren und Glycerin gespalten werden können. In Betracht kommt hier insbesondere das Verfahren der Hochdruckspaltung, bei dem in einem ersten Schritt (αl) die Mono-, Di- oder Triglyceride mit Wasser unter Drücken bis 10 bis 100 bar und Temperaturen zwischen 100 und 250 ⁰ C hydrolysiert werden. Grundsätzlich denkbar ist jedoch auch die Spaltung mittels basischer Katalysatoren, wie etwa mittels des Laugen- oder Carbonatverfahrens.

Im Verfahrensschritt (α2) wird die im Verfahrensschritt (αl) erhaltene wässrige Glycerin-Phase unter Erhalt von Roh-Glycerin aufgereinigt. Dazu werden zu-

nächst die wasserunlöslichen Fettsäuren, welche die obere Phase des Reaktionsgemisches bilden, von der wässrigen Glycerin-Phase (untere Phase) abgetrennt. Aus der erhaltenen wässrigen Glycerin-Phase wird dann zumindest ein Teil des Wassers, beispielsweise durch Destillation oder einfache Verdampfung, abge- trennt, wobei Roh-Glycerin erhalten wird.

Im Zusammenhang mit dieser ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung ist es weiterhin bevorzugt, dass die Roh-Glycerin-Phase

ia) 70 bis 98 Gew.-%, besonders bevorzugt 80 bis 95 Gew.-% und am meisten bevorzugt 85 bis 90 Gew.-% Glycerin, ib) 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt 3 bis 8 Gew.-% Wasser, ic) 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 2,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 2 Gew.-% Salze, sowie id) 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 7,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen,

wobei die Summe der Komponenten ia) bis id) 100 Gew.-% beträgt, beinhaltet.

Bei den von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen handelt es sich insbesondere um sogenannten „MONG" (Matter of Organic Non Glyce- rol), welcher insbesondere Mono-, Di- oder Triglyceride, Fettsäuren sowie Kondensationsprodukte des Glycerins, wie etwa Di- oder Triglycerin, umfasst.

Weiterhin ist es im Zusammenhang mit dieser ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und GIy ce- rin-haltigen Zusammensetzung bevorzugt, dass das im Verfahrensschritt ii) durch

Destillation der vorstehend beschriebenen Roh-Glycerin-Phase erhaltene Sumpfprodukt

iia) 10 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 85 Gew.-% und am meisten bevorzugt 35 bis 80 Gew.-% Glycerin, üb) 0 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-% Wasser, iic) 5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 bis 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt 7 bis 10 Gew.-% Salze, sowie iid) 5 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt 8 bis 65 Gew.-% und am meisten bevorzugt 12,5 bis 60 Gew.-% von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen,

wobei die Summe der Komponenten iia) bis iid) 100 Gew.-% beträgt, beinhaltet.

Zu beachten ist, dass die genaue Zusammensetzung des vorstehend beschriebenen Sumpfproduktes entscheidend von den Druck- und Temperaturbedingungen bei der Destillation des Roh-Glycerins, von der Art der eingesetzten Destillationsvorrichtung und insbesondere auch von der Qualtität des eingesetzten Roh-Glycerins abhängig ist.

Gemäß einer zweiten besonderen Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung wird das im Verfahrensschritt i) bereitgestellte Roh-Glycerin in einem Verfahren erhal- ten, welches die folgenden Verfahrensschritte beinhaltet:

(ßl) Umesterung von Mono-, Di- oder Triglyceriden mit Alkohol, vorzugsweise mit Methanol oder Ethanol, am meisten bevorzugt mit Methanol, unter Bildung einer Glycerin-Phase und einer Fettsäurealkylester-Phase;

(ß2) Trennung der Glycerin-Phase von der Fettsäurealkylester-Phase;

(ß3) Aufarbeitung der Glycerin-Phase unter Erhalt von Roh-Glycerin.

Das durch die Verfahrensschritte (ßl) bis (ß3) definierte Verfahren entspricht dem üblichen Verfahren zur Herstellung von Roh-Glycerin als Nebenprodukt bei der Biodieselherstellung.

Auch bei dieser zweiten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung können grundsätzlich alle Mono-, Di- oder Triglyceride eingesetzt werden, welche bereits eingangs im Zusammenhang der ersten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung als bevorzugte Mono-, Di- oder Triglyceride genannt wurden. Besonders bevorzugt im Zusammenhang mit der zweiten besonderen Ausfüh- rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch der Einsatz pflanzlicher öle, insbesondere der Einsatz pflanzlicher öle ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rüböl bzw. Rapsöl, Erdnussöl, Olivenöl, Nussöl, Maisöl, Leinöl, Hanföl, Traubenkernöl, Baumwollsamenöl, Babassuöl, Jojobaöl, Sonnenblumenöl, Sojaöl, Kokosöl, Palmöl, Palmkernöl, Sesamöl und Rizinusöl.

Im Zusammenhang mit dieser zweiten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung ist es weiterhin bevorzugt, dass reine Triglyceride oder aber Zusammensetzungen, die neben Triglyceriden auch Mono- und/oder Diglyceride enthalten, eingesetzt werden, welche eine Säurezahl unterhalb von 4 aufweisen. Die Säurezahl (SZ) gibt bekanntlich die Menge an Kaliumhydroxid in mg an, die zur Neutralisation von 1 g der zu untersuchenden Probe erforderlich ist (Bestimmung gemäß der dem Fachmann bekannten Methode DIN 53402). Vorzugsweise liegt die Säurezahl unterhalb von 2 und insbesondere unterhalb von 1.

Triglyceride oder Zusammensetzungen, die neben Triglyceriden auch Mono- und/oder Diglyceride enthalten, die nicht die gewünschte Säurezahl aufweisen, können einer Vorbehandlung unterworfen werden, mittels derer die Säurezahl entsprechend reduziert wird. Der Fachmann kann hier an sich auf alle ihm ein- schlägig vertrauten Methoden zurückgreifen. Beispiele für derartige Methoden umfassen unter anderem:

Raffination des rohen natürlichen öles;

Vorveresterung des rohen natürlichen öles unter Einsatz eines sauren Kata- lysators;

Vorbehandlung des rohen, natürlichen öles mit Hilfe von enzymatischen Verfahren.

Die Triglyceride oder aber die Zusammensetzungen, die neben Triglyceriden auch Mono- und/oder Diglyceride enthalten, werden vorzugsweise in entschleimter Form eingesetzt. Dies kann auf unterschiedliche Weise geschehen, beispielsweise durch enzymatische Katalyse. Es an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Entschleimung eines öles und die Reduzierung der Säurezahl (SZ) eines öles zwei verschiedene Methoden sind, die unterschiedlichen Zwecken dienen. Die Entschleimung sorgt für die Entfernung von Schleimstoffen, wie z.B. Phospholi- piden, deren Anwesenheit für ein nachteiliges Prozessverhalten sorgen kann. Die Reduzierung der SZ sorgt dafür, dass physikalisch (z.B. durch Wäsche) oder chemisch (z.B. durch Reaktion mit einem Alkohol) die Menge der im öl vorhanden freien Fettsäuren verringert wird.

Die Herstellung von Biodiesel aus pflanzlichen oder tierischen Fetten oder ölen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Als Beispiele für Verfahren zur Herstellung von Biodiesel seien insbesondere die in der DE-A- 103 20 203 und der DE- A-10 2006 028 560 beschrieben Verfahren genannt.

Im Verfahrensschritt (ßl) erfolgt zunächst die Umesterung der Mono-, Di- oder Triglyceride mit Alkohol, vorzugsweise mit Methanol oder Ethanol, am meisten bevorzugt mit Methanol, unter Bildung einer Glycerin-Phase und einer Fettsäureester-Phase. Zur Umesterung werden vorzugsweise basische Katalysatoren, insbe- sondere anorganische und organische Basen, besonders bevorzugt Metallhydroxide, -oxide, -carbonate oder -alkoxide eingesetzt, wobei der Einsatz von Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriummethoxid, Kaliummethoxid, Natriumcarbonat und Kaliumcarbonat ganz besonders bevorzugt ist. Neben diesen basischen Katalysatoren können grundsätzlich auch die in der DE-A-10 2006 028 560 beschrie- benen Phasentransferkatalysatoren eingesetzt werden. Die Reaktionszeit wird vorzugsweise im Bereich von 1 bis 60 Minuten gewählt, wobei in der Regel Umsetzungsgrade von mindestens 98 %, vorzugsweise mindestens 99 % angestrebt werden. Der Umsetzungsgrad der Reaktion bezieht sich auf den nach dem Ende oder dem Abbruch der Reaktion noch vorhanden Anteil an Glyceriden (= Summe von Mono-, Di- oder Triglyceriden) bezogen auf den Anfangsgehalt dieser Komponenten im eingesetzten öl oder Fett.

Während der Umesterung bildet sich eine Fettsäurealkylester- und eine Glycerin- Phase, die vom Fachmann durch bekannte Verfahrensschritte, wie beispielsweise Dekantieren, gemäß dem Verfahrensschritt (ß2) leicht voneinander getrennt werden können.

Die auf diese Weise erhaltene Glycerin-Phase wird im Verfahrensschritt (ß3) weitere aufgearbeitet. Diese Aufarbeitung umfasst üblicherweise folgende Verfah- rensschritte:

(ß3_l) zumindest teilweise Abtrennung von nicht umgesetztem Alkohol (sowohl hier als auch im Schritt (ß3_4) möglich);

(ß3_2) Spaltung des Katalysators aus der Biodieselherstellung;

(ß3_3) Spaltung der Seifen, zumindest teilweise Abtrennung der Fettsäuren und anderen verbleibenden organischen Produkten im Glycerin sowie anschließende Neutralisation;

(ß3_4) Abtrennung von nicht umgesetztem Alkohol;

(ß3_5) Aufkonzentrierung des Glycerins unter Erhalt von Roh-Glycerin, wobei dieses Aufkonzentrieren vorzugsweise durch Verdampfen erfolgt.

Im Zusammenhang mit dieser zweiten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung ist es weiterhin bevorzugt, dass die Roh-Glycerin-Phase

ia) 70 bis 97 Gew.-%, besonders bevorzugt 75 bis 95 Gew.-% und am meisten bevorzugt 80 bis 85 Gew.-% Glycerin, ib) 1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt 3 bis 8 Gew.-% Wasser, ic) 1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 bis 9 Gew.-% und am meisten bevorzugt 3 bis 8 Gew.-% Salze, sowie id) 0,1 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen,

wobei die Summe der Komponenten ia) bis id) 100 Gew.-% beträgt, beinhaltet. Im Unterschied zur Komponente id) des Roh-Glycerins aus der Spaltung von Mono-, Di- und Triglyceriden enthält die Komponente id) des Roh-Glycerins aus der Umesterung auch noch Reste von nicht umgesetztem Alkohol.

Weiterhin ist es im Zusammenhang mit dieser zweiten besonderen Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung bevorzugt, dass das im Verfahrensschritt ii) durch

Destillation der vorstehend beschriebenen Roh-Glycerin-Phase erhaltene Sumpfprodukt

iia) 10 bis 59 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 50 Gew.-% und am meisten bevorzugt 35 bis 40 Gew.-% Glycerin, üb) 0 bis 1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 0,5 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,01 bis 0,1 Gew.-% Wasser, iic) 40 bis 70 Gew.-%, besonders bevorzugt 45 bis 65 Gew.-% und am meisten bevorzugt 50 bis 60 Gew.-% Salze, sowie iid) 1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 25 Gew.-% und am meisten bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% von Glycerin, Wasser und Salzen verschiedene Verunreinigungen,

wobei die Summe der Komponenten iia) bis iid) 100 Gew.-% beträgt, beinhaltet.

Gemäß dem Verfahrensschritt iii) des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin- haltigen Zusammensetzung wird das das Salz- und Glycerin-haltige Sumpfprodukt mit Wasser in Kontakt gebracht. Sofern des sich bei der Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung um eine Zusammensetzung handelt, die gemäß der ersten besonderen Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens als Sumpfprodukt erhalten wurde (Sumpfprodukt aus der Destillation von Roh-Glycerin, welches aus der Spaltung von Mono-, Di- oder Triglyceriden erhalten wurde), so ist es insbesondere bevorzugt, dass das Salz- und Glycerin-haltige Sumpfprodukt im Verfahrensschritt ii) mit 6 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 8 bis 12 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes, in Kontakt gebracht wird. Sofern es sich bei der Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung um eine Zusammensetzung handelt, die gemäß der zweiten besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als Sumpfprodukt erhalten wurde (Sumpfprodukt aus der Destillation von Roh-Glycerin, welches bei der Biodieselherstellung angefallen ist), so ist es insbesondere bevorzugt, dass das Salz- und Glycerin-haltige

Sumpfprodukt im Verfahrensschritt ii) mit mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 50 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens 100 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes, in Kontakt ge- bracht wird.

Weiterhin wird im Verfahrensschritt iii) des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung das Salz- und Glycerin-haltige Sumpfprodukt mit 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt mit 0,5 bis 5 Gew.-% und am meisten bevorzugt mit 1 bis 3 Gew.-% der Säure, welche einen pKs-Wert von höchstens 5, besonders bevorzugt höchstens 4,5, noch mehr bevorzugt höchstens 4,0 und am meisten bevorzugt höchstens 3,5 aufweist, oder des Derivates davon,, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes, in Kontakt gebracht.

Als Säuren mit den vorstehend genannten pKs- Werten kommen sowohl organische als auch anorganische Säuren in Frage, wobei organische Säuren besonders bevorzugt sind.

Als anorganische Säure können beispielsweise HCl, H ₂ SO ₄ oder aber H3PO4 eingesetzt werden, während als organische Säure allem dem Fachmann bekannten, organischen Säuren, insbesondere jedoch Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder Hydroxycarbonsäuren, insbesondere Hydroxymonocarbonsäuren, Hydroxydicarbonsäuren oder Hydroxytricar- bonsäuren mit vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, eingesetzt werden. Derivate einer Carbonsäure oder einer Hydroxycarbonsäure im Sinne der vorliegenden Erfindung würden in einem solchen Fall insbesondere Salze von Carbonsäuren bzw. Hydroxycarbonsäuren, wie etwa Natrium- oder Kaliumsalz, sowie alle Verbindungen umfassen, welche bei einem in Kontakt bringen mit Wasser eine Carbonsäure bzw. eine Hydroxycarbonsäure bilden. Vom Begriff „Derivat einer Carbonsäure" bzw. „Derivat einer Hydroxycarbonsäure" sind demnach insbeson-

dere auch Carbonsäure- bzw. Hydroxycarbonsäureanhydride und Carbonsäurebzw. Hydroxycarbonsäurechloride umfasst.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte organische Säuren sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Essigsäure, Milchsäure, Propionsäure, 3- Hydroxypropionsäure, Buttersäure, 3-Hydroxybuttersäure, 3 -Hydroxyiso buttersäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Malonsäure, Methylmalonsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Weinsäure, äpfelsäure und Zitronensäure, wobei Zitronensäure als organische Säure besonders bevorzugt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden als anorganische Säuren solche mit einem einzigen Zentralatom ausgewählt, zum Beispiel Salzsäure, Schwe- feisäure, Nitriersäure oder Phosphorsäure, oder eine Kombination von zwei oder mehr davon. Diese Ausführungsform schließt den Einsatz von Heteropolysäuren und Isopolysäuren aus.

Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass das in Kontakt bringen des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes mit dem Wasser und der Säure oder des Derivates davon durch einfaches Vermischen des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes mit dem Wasser und der Säure oder dem Derivat davon erfolgt, wobei es sich insbesondere als vorteilhaft erweisen kann, hierzu eine wässrige Lösung einzusetzen, welche Wasser und die Säure oder das Derivat davon beinhaltet.

Sofern als Salz- oder Glycerin-haltiges Sumpfprodukt das besonders salzreiche Sumpfprodukt eingesetzt wird, welches bei der Destillation von bei der Biodieselherstellung anfallendem Roh-Glycerin erhalten wird (siehe die vorstehend beschriebene zweite besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah- rens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung), so liegt dieses Sumpfprodukt bei Raum- bzw. Umgebungstemperatur, bedingt durch

den hohen Salzanteil, häufig als Feststoff vor. Hier kann es sich als vorteilhaft erweisen, das in Kontakt bringen des Sumpfproduktes mit dem Wasser und der Säure so zu gestalten, dass das feste Sumpfprodukt mit auf eine Temperatur in einem Bereich von 30 bis 80 ⁰ C, besonders bevorzugt 35 bis 55°C vorgewärmtem Wasser oder aber mit auf eine Temperatur in einem Bereich von 30 bis 80 ⁰ C, besonders bevorzugt 35 bis 55°C vorgewärmter wässriger Lösung beinhaltend die Säure oder das Derivat davon in Kontakt gebracht wird, um so das Sumpfprodukt in eine flüssige Form zu überführen. Das in Kontakt bringen kann in diesem Fall beispielsweise dadurch erfolgen, dass das feste Sumpfprodukt auf ein Substrat, beispielsweise auf den Boden, gelegt wird und dann entlang der Oberfläche des Substrates das vorgewärmte Wasser bzw. die vorgewärmte wässrige Lösung gespült wird. Auf diese Weise wird das feste Sumpfprodukt sukzessive von unten her in einen flüssigen Zustand überführt. Denkbar ist jedoch auch, dass feste Sumpfprodukt zunächst zu zerkleinern, im dem es beispielsweise in einer Mühle zu einem Pulver verarbeitet wird, und das so zerkleinerte Sumpfprodukt dann mit dem Wasser bzw. der wässrigen Lösung in Kontakt zu bringen.

Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch eine Salz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung, welche durch das vorstehend be- schriebene Verfahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung erhältlich ist.

Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Herstellung eines Methan beinhaltenden Gases, vorzugsweise von Bio- gas, durch fermentativen Abbau einer organischen Phase, beinhaltend die Verfahrensschritte:

I) Bereitstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung durch das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Salz- und GIy- cerin-haltigen Zusammensetzung;

II) gegebenenfalls Vermischen dieser Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung mit weiterem organischem Material;

III) anaerobe Vergärung des Glycerins in der Salz- und Glycerin-haltigen Zu- sammensetzung oder in der Mischung aus der Salz- und Glycerin-haltigen

Zusammensetzung und dem weiteren organischen Material unter Bildung eines Methan beinhaltenden Gases, vorzugsweise unter Bildung von Biogas.

Gemäß dem Verfahrensschritt I) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstel- lung von Biogas wird zunächst eine Salz- und Glycerin- haltige Zusammensetzung durch das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung bereitgestellt, wobei diese Bereitstellung vorzugsweise gemäß der eingangs beschriebenen ersten oder zweiten besonderen Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer SaIz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung erfolgen kann.

Im Verfahrensschritt II) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Biogas kann diese Salz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung dann gegebenenfalls mit weiterem organischem Material vermischt werden. In diesem Fall wird demnach die Salz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung lediglich als organische Zusatzkomponente bei der Biogasherstellung eingesetzt. Als weiteres organisches Material kommen insbesondere Belebtschlamm aus Kläranlagen, Abfallprodukte der Tierhaltung, wie beispielsweise Dung oder Gülle, Pflanzenmaterial, wie beispielsweise Stroh, Gras, Heu, Rüben, Mais und Ganzpflanzensilage (GPS), wie etwa Grünroggen, Rückstände der Nahrungsmittelproduktion, wie beispielsweise Schlachthofabwässer, Brauereischlamm, Abwässer der Molkereien und Zuckerfabriken und andere Rückstände biotechnologischer Produktionsbetriebe sowie Hausmüll in Betracht. Der Anteil an Salz- und Glycerin-haltiger Zusammensetzung an der Gesamtmenge des bei der Biogas-Herstellung eingesetzten organischen Materials liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 bis 40 Gew.- %, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 Gew.-% und am meisten bevorzugt 1 bis

5 Gew.-%. Zu beachten ist, dass im Falle von Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzungen mit besonders hohem Salzgehalt die bei der Biogas-Herstellung eingesetzte Menge so gewählt werden muss, dass sich eine für die Mikroorganismen im Biogas-Reaktor zu hohe Salzkonzentration nicht einstellt.

Im Verfahrensschritt III) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Biogas wird das Glycerin in der Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung oder in der Mischung aus der Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung und dem weiteren organischen Material unter Bildung eines Methan beinhaltenden Gases anaerob vergärt.

Dazu kann es sich als vorteilhaft erweisen, die bei der Biogas-Herstellung eingesetzte Biomasse von ihrer Fermentation zunächst einer Vorwärmung außerhalb des Fermenters zu unterziehen. Durch die diesbezügliche Vorwärmung der zu fermentierenden Produkte auf die notwendige Fermentationstemperatur unterbleiben die ansonsten in der Regel hinzunehmenden Temperaturschwankungen innerhalb des Fermenters und die damit einhergehende Verlangsamung des Fermentationsprozesses und die Verminderung der Ausbeute an Biogas. Wird als Salzoder Glycerin-haltige Zusammensetzung eine Zusammensetzung eingesetzt, die durch das in Kontakt bringen des Salz- und Glycerin-haltigen Sumpfproduktes aus der Roh-Glycerin-Destillation mit vorgewärmtem Wasser bzw. mit vorgewärmter wässriger Lösung beinhaltend die Säure oder das Derivat davon erhalten wird, so kann je nach Anteil dieser Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung an der Gesamtmenge an eingesetzter Biomasse auf eine weitere Vorwärmung gegebe- nenfalls verzichtet werden.

Die Herstellung von Biogas aus dem vorstehend beschriebenen organischen Material kann in dem Fachmann bekannten Bioreaktoren und unter den dem Fachmann bekannten Bedingungen erfolgen. Als Beispiel geeigneter Biogasreaktoren und Verfahrensführungen sei auf die DE-A-10 2005 030 980, DE-A-10 2004 009587, DE-C-32 39 304 DE-C-32 49 717 verwiesen.

Einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Methan beinhaltendes Gas, welches durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlich ist.

Einen Weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch ein Verfahren zur Herstellung von Fettsäurealkylestern, beinhaltend die Verfahrensschritte:

(γl) Bereitsstellen einer Zusammensetzung beinhaltend Mono-, Di- oder Triglyceride;

(γ2) Umesterung der Mono-, Di- oder Triglyceride mit Alkohol unter Bildung einer Glycerin-Phase und einer Fettsäurealkylester-Phase;

(γ3) Trennung der Glycerin-Phase von der Fettsäurealkylester-Phase;

(γ4) Aufarbeitung der Glycerin-Phase unter Erhalt von Roh-Glycerin;

(γ5) Aufarbeiten des Roh-Glycerins unter Erhalt einer Salz- und Glycerin- haltigen Zusammensetzung durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung.

Verfahrensschritte (γl) bis (γ4) wurden bereits im Zusammenhang mit der zweiten besonderen Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung beschrieben (siehe die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte (ßl) bis (ß2)).

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Fettsäurealkylestern wird das im Verfahrensschritt (γ5) erhal-

tene Salz- und Glycerin-haltige Zusammensetzung anaerobe unter Bildung eines Methan beinhaltenden Gases vergärt wird, wie es vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Methan beinhaltenden Gases beschrieben wurde.

Auch die Verwendung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung, erhältlich durch das eingangs beschriebene Verfahren zur Herstellung einer SaIz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung, insbesondere erhältlich durch die erste oder zweite besondere Ausführungsform dieses Verfahrens, als Biomasse zur Herstellung von Biogas leistet einen Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben.

Einen weiteren Beitrag zur Lösung der eingangs genannten Aufgaben leistet auch die Verwendung einer Kombination aus Wasser und einer Säure, welche einen pKs-Wert von höchstens 5,0, besonders bevorzugt höchstens 4,5, noch mehr bevorzugt höchstens 4,0 und am meisten bevorzugt höchstens 3,5 aufweist, oder eines Derivates davon zur Behandlung Salz- und Glycerin-haltiger Rückstände, wobei als Säuren und als Derivate davon diejenigen Verbindungen bevorzugt sind, die bereits eingangs im Zusammenhang mit dem erfmdungsgemäßen Ver- fahren zur Herstellung einer Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzung als bevorzugte Säuren und Derivate davon genannt wurden, wobei auch hier der Einsatz von Zitronensäure besonders bevorzugt ist.

Die Erfindung wird nun anhand nicht limitierender Beispiele näher erläutert.

BEISPIEL 1

Zwei verschiedene Proben des Rückstands der Destillation von Roh-Glycerin, welches durch Spaltung tierischer Fette erhalten wurde, sind hinsichtlich ihres Glycerin-, MONG- und Aschegehaltes (dieser entspricht im wesentlichem dem

Salzgehalt) analysiert worden. Bestimmt wurde auch die Viskosität des Rückstandes bei 80 ⁰ C. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen:

Tabelle 1

n.b. = nicht bestimmbar.

Diese Proben wurden mit 10 bzw. 11 Gew.-% Wasser versetzt und anschließend wurde erneut die Viskosität bei 80 ⁰ C bestimmt. In einem weiteren Versuch wurden die Proben neben Wasser in den vorstehend genannten Mengen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch mit 1,3 bzw. 1,0 Gew.-% Zitronensäure versetzt. Auch bei den so erhaltenen Zusammensetzungen wurde die Viskosität bei 80 ⁰ C bestimmt. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen.

Tabelle 2

Der Versuch zeigt, dass durch den kombinierten Zusatz von Wasser und Säuren die Viskosität deutlich absinkt, wobei insbesondere der Zusatz von Zitronensäure einen deutlichen und überraschenden Effekt zeigt. Für den Fachmann war nämlich nicht zu erwarten, dass sich durch den Zusatz von Zitronensäure und Wasser zu derartigen Salz- und Glycerin-haltigen Zusammensetzungen im Vergleich zu ei- nem Zusatz reinen Wassers die Viskosität derart signifikant vermindern lässt.

Durch die Verwendung von Säuren mit geringen Wassermengen kann somit eine effektive Absenkung der Viskosität des Rückstandes ermöglicht werden. Zudem

führt die Zugabe der Zitronensäure zu einer pH-Wert-Abpufferung, die die Mikroorganismen gegenüber Schwankungen des pH- Wertes bei der Zugabe des Substrats schützt und so einen stabilen Biogas-Prozess ermöglicht.

BEISPIEL 2:

Zwei verschiedene Proben des Rückstands der Destillation von Roh-Glycerin, welches durch Umesterung pflanzlicher öle erhalten wurde, sind hinsichtlich ihres Glycerin-, MONG- und Aschegehaltes (dieser entspricht im wesentlichem dem Salzgehalt) analysiert worden. Bestimmt wurde auch die Viskosität des Rückstandes bei 80 ⁰ C. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 1 zu entnehmen:

Tabelle 1

n.b. = nicht bestimmbar; >100.00 mPas.

Je 10 Teile dieser Proben wurden mit je einem Teil 1 einer Mischung aus 30 Gew.-% Zitronensäure und 70 Gew.-% Glycerin bei einer Temperatur von ca. 150 ⁰ C versetzt, und mit einem Rührer gemischt. Nach Abkühlen auf ca. 95 ⁰ C wird ein Wassergehalt von 10 Gew.-%, sowie mit Zitronensäure ein pH- Wert in einem Bereich von 5 bis 6 eingestellt. Die Viskosität der auf diese Weise behandelten Proben wurde bei 50 ⁰ C bestimmt. Die Ergebnisse sind der nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen.

Tabelle 2

Der Versuch zeigt, dass durch den kombinierten Zusatz von Glycerin und Säuren stark salzhaltige Rückstände aus der Glycerindestillation in ein pumpfähiges Gemisch überführt werden können. Durch den Einsatz einer 70/30-Mischung aus Glycerin und Zitronensäure ist es möglich, Rückstände bei Temperaturen von mehr als 100 ⁰ C zu behandeln und pumpbar zu machen, die bei einer Behandlung mit einer wässrigen Zitronensäurelösung unter 100 ⁰ C nicht pumpbar gemacht werden konnten.