Biologischer Öl- und Fettabbau in der Teileentfettung realistisch

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Biologisch arbeitende Teilereinigungsanlagen in der Feuerverzinkung erprobt

Das Verfahren der mikrobiologischen Spülbadaufbereitung läuft zweistufig ab: Dem alkalischen Entfettungsbad werden Tenside zudosiert, die nicht nur Fette verseifen, sondern auch Öle emulgieren. Die emulgierten Öltröpfchen können dann von Mikroorganismen rasch hydrolysiert und danach im Wesentlichen zu Kohlendioxid und Wasser umgesetzt werden.

Seit etwa 17 Jahren sind im Bereich Feuerverzinkung biologisch arbeitende Spülbadentfettungsanlagen im Einsatz [8]. Alle Öle und Fette – auch solche, die im Entfettungsbad aufrahmen – werden dem Spülbad zugeführt und dort „entsorgt“. Die Mikroorganismen übernehmen die Badpflege. Im Grunde sind keine Konzentrate und Halbkonzentrate zu entsorgen.

Bioreaktoren ersetzen Vorlagebehälter in Teilereinigungsanlagen

Weil die ölabbauenden Mikroorganismen selbst Tenside, sogenannte Biotenside, produzieren, lag es nahe, bestehende Badpflegesysteme auf Basis der Membrantechnik zu ergänzen. Statt der üblichen Vorlagebehälter werden Bioreaktoren betrieben, die über die Membrantrennanlage die Mikroorganismen zurückhalten sowie ein von Öl und Fett befreites Reinigungsbad mit Biotensiden als Permeat zur Verfügung stellen. Das „abgereinigte“, emulgierte Fett gelangt dazu über einen Überlauf in den Bioreaktor. Das Permeat wird in das Entfettungsbad zurückgeführt. Das Ergebnis der Filtrationsanlage entspricht dem einer Sterilfiltration: Es gelangen keine Mikroorganismen an die Teile im Entfettungssystem.

Bild 1 (siehe Bildergalerie) zeigt das Anlagenschema [9]. Bis auf die Zufuhr von Sauerstoff läuft die Aufbereitung der Reinigungsbäder quasi autark ab, weil keine überschüssige Biomasse im Bioreaktor entsteht (kontrolliert über die Zudosierung). Für die Ölabspaltung und den Fettabbau können beispielsweise osmotolerante, thermophile Bakterien verwendet werden. Sie arbeiten bei gleichen Temperatur- und pH-Einstellungen wie bestehende Entfettungsanlagen. Weiterhin können bisher eingesetzte Chemikalien verwendet werden [8]. Als Zusatzstoffe eignen sich vor allem Produkte, die sich mikrobiell nicht verwerten lassen. Ansonsten wären diese Stoffe ständig nachzudosieren.

Entwicklung eines Bioreaktors zur mikrobiellen Badaufbereitung

Dieses Anlagenprinzip wurde in Feuerverzinkereien umgesetzt. Nach der erfolgreichen Integration in die Vorbehandlungslinie bestand die Aufgabe darin, den Gesamtprozess aus Bauteilentfettung und biologischer Badaufbereitung zu optimieren. Es mussten Mikroorganismen gefunden und angereichert werden, die bei Temperaturen zwischen 42 und 80 °C leben und wachsen können. So war das Ziel eines KVS-Projektes die Entwicklung eines Bioreaktors zur mikrobiellen Badaufbereitung in der Metallindustrie, in dem Mikroorganismen angereichert werden, die Mineralöl -Kohlenwasserstoffe in CO₂ und H₂O umwandeln.

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