Embraced

Von der Babywindel zum Rohstoff

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Jedes gewickelte Baby produziert im Laufe seiner Wickelperiode rund eine Tonne Müll. Ein beträchtlicher Anteil an städtischem Hausmüll, der nicht biologisch abbaubar ist und bis zu mehreren Hundert Jahren in der Mülldeponie verweilt. Inkontinenz-Produkte durch Erwachsene und nicht zuletzt auch Sanitärprodukte von Frauen kommen hinzu. Tatsächlich werden jedes Jahr in Europa ca. 8.500.000 Tonnen solcher Abfälle verbrannt oder deponiert. EMBRACED - ein Projekt bestehend aus einem Consortium von 13 Partnern und Fraunhofer-Einrichtung IWKS nimmt sich genau diesem Problem an.

Hintergrund

AHP-Abfälle, die derzeit als nicht wiederverwertbare Fraktion betrachtet werden, machen zwischen 2 und 4% der gesamten Siedlungsabfälle aus. Was wäre, wenn diese Abfälle in andere Produkte umgewandelt werden könnten, die Verbrennung vermeiden und die Treibhausgasemissionen reduzieren könnten? Fater hat in den letzten Jahren eine innovative Recycling-Lösung für Post-Consumer-AHP-Abfälle entwickelt und patentieren lassen, die bereits in Zusammenarbeit mit dem Abfallverarbeiter Contarina in Lovadina di Spresiano (TV - Italien) mit 1.500 t / Jahr demonstriert wurde.

Innovativer Projektumfang

Das EMBRACED-Projekt beabsichtigt, in einem relevanten industriellen Umfeld ein zirkuläres Modell integrierter Bioraffinerie zu demonstrieren, das auf der Verwertung der Zellulosefraktion von post-consumer Absorbent Hygiene Products (AHP) -Abfällen zur Herstellung von biobasierten Bausteinen, Polymeren und Düngemitteln basiert.

Die Vorgehensweise

Der Cascading-Ansatz, bei dem alle Fraktionen aus dem Prozess valorisiert werden, um marktfähige Endprodukte zu erhalten, die hinsichtlich Kosten, Qualität und Nachhaltigkeit wettbewerbsfähig sind.

Der Ansatz der Kreislaufwirtschaft, Schließung des Rohstoffkreislaufs und Minimierung der Verwendung primärer Ressourcen durch die Schaffung von wirksamen Modellen der Zusammenarbeit zwischen allen beteiligten Akteuren.

 

Technische Ziele

Ausgangsmaterial: 

  • Rückgewinnung von 3 Hochreinigungsfraktionen: Cellulose, Kunststofffraktion und superabsorbierende Polymerfraktion (SAP).
  • Verbesserte Zellstoffqualität durch Reduzierung des SAP-Gehalts von 50% auf 5%.

Umwandlung von AHP-Abfallcellulose in Bausteine ​​und Polymere:

  • Demonstration einer innovativen Vorbehandlungstechnologie zur Gewinnung fermentierbarer Zucker aus AHP-Abfallcellulose, die durch das erste Biotech-Verfahren dieser Art in biobasierte Bausteine ​​von industriellem Interesse umgewandelt werden.
  • Demonstration der Umwandlung von Synthesegas aus AHP-Abfallcellulose in biologisch abbaubares Polyhydroxybutyrat (PHB).
  • Demonstration einer biobasierten und biologisch abbaubaren Polyesterformulierung, die für Verpackungsanwendungen geeignet ist.


Validierung in die Endprodukte

  • Recycling-Kunststoffanteil in Kunststoffbehälter und -kappen
  • Deaktivierte Zellen aus der PHB-Fermentation in organische Düngemittel
  • PHB in medizinische Geräte
  • biobasierte Polyester in Folien für Non-Food-Verpackungen
  • recyceltes SAP zu innovativen absorbierenden Unterlagen


Ressourceneffizienzziele

Reduzierung des Primärenergieverbrauchs des AHP-Behandlungssystems:

  • Die Implementierung einer innovativen Beschichtungsbehandlung der Innenfläche des Autoklaven in der Demonstrationsanlage ermöglicht es, den gleichen Energiebedarf pro Zyklus wie bei der Contarina-Pilotanlage zu erreichen
  • Ein weiterer Rückgang des Energieverbrauchs um 10% wird durch zusätzliche Effizienzmaßnahmen (z. B. Energierückgewinnung) erreicht.


Rückgewinnung von hochwertigen Molekülen & Produktion von Bioenergie

  • Entwurf eines Systems zur Rückgewinnung von Phosphat, Ammonium, Kalium und Harnstoff in Abwässern aus dem AHP-Vorbehandlungsprozessz
  • Valorisierung von Nebenprodukten aus der Fermentation in die Bioenergieproduktion

 

Umweltziele

Lebenszyklusdenken

  • LCA und LCC des gesamten Prozesses werden durchgeführt, um die kritischen Aspekte entlang der Wertschöpfungskette zu identifizieren, um geeignete Strategien zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der Bioraffinerie zu identifizieren.

Ökologische und wirtschaftliche Auswirkungen

  • Die angestrebte Reduktion der Treibhausgasemissionen beträgt 0,43 Tonnen CO2-Äquivalente / Tonne AHP-Abfälle gegen Verbrennung

Produktion von biobasiertem PHB aus AHP-Abfallcellulose

  • Reduzierung der CO2-Emissionen um bis zu 250 kg CO2-Äquivalente / Tonne PHB in Bezug auf PHB, die aus Zuckerrohstoffen hergestellt werden.
  • Drastische Reduzierung des Wasserbedarfs und der Landnutzung im Vergleich zur Herstellung von PHB aus Zucker der 1. Generation.

Standardisierung der entwickelten Prozesse

  • Rückgewinnung von Zellen aus dem 1,4-BDO-Fermentationsprozess zur Produktion von Biogas.

 

Sozioökonomische Ziele

Produktionskosten

  • Reduzierung der PHB Produktionskosten um bis zu 50%

Engagement der lokalen Gemeinschaft

  • Aktivierung von Modellen der direkten Beteiligung der lokalen Bevölkerung an der Demonstration der neuen städtischen Abfall-Bioraffinerie.

Überwindung gesetzlicher Barrieren

  • Festlegung von Leitlinien zur Überwindung von gesetzlichen Barrieren auf EU-Ebene hin zur Nutzung von AHP-Abfallfraktionen als Sekundärrohstoffe.

Replikation des Bioraffinerie-Modells

  • Entwicklung eines robusten Replikationsplans durch die Einrichtung einer Gruppe von mindestens 30 externen Interessengruppen, die mindestens 10 EU-Länder (außer Italien und den Niederlanden) abdecken, um ein lokales Szenario für die Replikation des Bioraffinerie-Modells zu definieren.

Geschäftsfälle, Modelle und Pläne

  • Entwicklung von profitablen Geschäftsfällen, Geschäftsmodellen und Geschäftsplänen zur Anpassung des Bioraffinerie-Modells an unterschiedliche lokale Bedingungen in der EU.