Die Lösung für Papierfabrikabfall – Team des CBI auf Finale des ChemPLANT Wettbewerbs in Berlin
Jeder kennt es, alle benutzen es und jeder weiß, es kommt irgendwie von den Bäumen. Das Papier. Hergestellt? Das wird es in einer Papierfabrik, soweit noch klar. Aber wie genau so eine Fabrik funktioniert, da hört es bei den meisten schon auf. Was alles genau vom Holz im Papier landet und was mit dem Rest passiert, dass haben sich Anfang des Jahres auch ein paar Studierende des Departments CBI gefragt.
Da ging es aber nicht nur um Wissenserweiterung zum Angeben. Die Fragestellung kam aus der diesjährigen Aufgabe des ChemPLANT Wettbewerbs. Jährlich seit 2018 veranstalten die KjVi – die „kreativen jungen Verfahrensingenieure“ des VDI (Verein deutscher Ingenieure) einen deutschlandweiten Wettstreit, an dem sich Studierende der Hochschulen im Bereich Verfahrenstechnik messen können. Ziel ist es, eine verfahrenstechnische Problemstellung möglichst kreativ, innovativ, aber realitätsnah zu lösen und ein sinnvolles Konzept zu erarbeiten.
Der Herausforderung haben sich fünf Nachwuchsingenieure der FAU gestellt und sich überlegt, wie man den Abwasserstrom einer Papierfabrik, genannt Schwarzlauge, anders als nur thermisch wie bisher, nutzen kann.
Die Antwort heißt: „SUIPLiER – we provide Lignin“. Das „Sustainably Usable Inter-Processual Lignin Erlangen”
Das fünfköpfige Team, bestehend aus Gruppenleiter Nils Dünninger sowie Julian Grüber, Gabriel Mark, Jörn Klose und Nils Montag sind für diesen Namen verantwortlich. Deren innovatives Konzept lautet wie folgt. Mit Hilfe einer Nanofiltration wird das Lignin, welches bei der Papierproduktion vom Holz übrigbleibt, abgetrennt und zum Verkauf aufgereinigt. Ein weiterer Teilstrom, bestehend aus Wasser, organischen Säuren und Zuckern wird in einer Biogasanlage zu verkaufsfähigen Biogas umgewandelt. Die übriggebliebene Anorganik wird von Sedimenten getrennt und als Kreislaufmittel zusammen mit Restwasser wieder in die Papierfabrik zurückgeführt. Kernpunkte waren neben den Verkaufsprodukten vor allem die Energieautarkie des Prozesses sowie eine Senkung des CO2-Fußabdrucks. Außerdem war es den Entwicklern wichtig, dass das Konzept möglichst effizient an vorhandenen Standorten eingesetzt werden kann, ohne großtechnische Chemieanlagen installieren zu müssen.
Mit diesem Konzept konnten sich die jungen Ingenieure gegen einige anderen deutschen Hochschulen durchsetzen und haben es bis ins Finale nach Berlin geschafft. Eine bemerkenswerte Leistung, die zuletzt 2019 von einem Team der FAU erzielt wurde. Bei diesem Mal kam aber noch eine zusätzliche, mehr ortstechnische Hürde dazu. Die drei letztgenannten Teilnehmer waren zur gleichen Zeit des Wettbewerbs im ERASMUS+ Auslandssemester (alle in Athen, Griechenland). Durch die Distanz wurde das gesamte Konzept auf zwei Länder aufgeteilt und über MS Teams auf die Beine gestellt. Ende Juli musste dann ein fertiger Konzeptbericht mit allen technischen Details, benutzte Apparate, einer Kostenanalyse und CO2– sowie Energiebilanz abgegeben werden. Eine ganze Projektierung also, die Kosten bis zum letzten Mitarbeiter der Fabrik innehaben muss.
Die Arbeit hat sich schlussendlich aber sehr gelohnt, denn die Finalteilnahme beinhaltete auch eine Eintrittskarte in den „14th European Congress of Chemical Engineering“ (ECCE) die zeitgleich mit dem „7th European Congress of Applied Biotechnology“ (ECAB) vom 17.-21.09.23 stattfand.
So ging es für die Finalisten zusammen mit sieben weiteren Hochschulvertretern in die Hauptstadt. Gleich am Montag wurde es ernst, als sich die Teams vor einer Jury bestehend aus Firmenvertreter*innen wie z.B. von BASF und Bayer sowie auch Professoren beweisen mussten und das ausgearbeitete Konzept überzeugend darbieten sollten.
In der anschließenden Posterpräsentation ging es dann um den allgemeinen Austausch zwischen den Teams und den anderen Teilnehmern der Konferenz, wo auch andere Doktoranten und Professoren des Departments CBI teilgenommen und ihre Arbeit vorgestellt haben.
Für einen Podestplatz hat es bei den SUIPLiER-„Gründern“ leider nicht gereicht. Alle Teilnehmer waren laut den Juroren sehr stark, am Ende konnte sich das Team der RWTH Aachen mit Ihrem Konzept durchsetzen. Die Grundidee der Aachener ist der der FAU aber nicht unähnlich, die Vertreter aus Erlangen waren also auf der richtigen Spur. Der Leitspruch „Dabei sein ist Alles“ hat auch bei diesem Finale aber seine volle Gültigkeit. Die Erfahrungen an der Konzeptionierung, die Teilnahme an der europäischen Konferenz, einem organisierten Pubquiz sowie einer Stadttour durch Deutschlands Hauptstadt waren die Arbeit auf jeden Fall wert. Die Teilnehmer sind stolz, die FAU in dieser Art vertreten zu haben und können zurecht zufrieden mit ihrer Leistung sein.
Die nächste Version des ChemPLANT-Wettbewerbs wird im kommenden Jahr hoffentlich wieder mit einem starken Team der FAU stattfinden. Die Teilnehmenden bedanken sich herzlich für die Unterstützung bei der Ausarbeitung bei Prof. Marco Haumann (CRT), Dr. Nicola Taccardi (CRT), Dr. Holger Hübner (BVT) und Dr. Detlef Freitag (Leiter Hochdrucklabor). Außerdem ein großes Dankeschön an die Mitglieder der KjVi für das Organisieren des Wettbewerbs und den Dachverband VDI.
Geschrieben von Nils Montag