„nachhaltige technologien 01 | 2024"

organischer Trockensubstanz (oTS) ermittelt werden (BDI Bioenergy International GmbH), während es für unbehandelten Treber im Vergleich dazu bei etwa 360 Nm 3 /t oTS lag (Judith Buchmaier u. a., 2023). Die Aminosäureprofile der gewonnenen Produkte wurden analysiert (BOKU) und die häufigsten Amino- säuren waren Glutaminsäure, Leucin, Asparaginsäure, Phenylalanin und Valin. Neben Anwendungen von Proteinisolaten in der Lebensmittelindustrie könnten auch phenolische Komponenten mit antioxidativen Eigenschaften in Zukunft von Interesse sein. Eine experimentelle kombinierte Betrachtung der Wertstoffgewinnung und des verbleibenden Gärpo- tenzials zur Biogaserzeugung wurde nach der Prote- inextraktion durchgeführt. Damit ist die Nutzung auf stofflicher und energetischer Ebene in kombinierter Weise durchaus ein vielversprechender Ansatz. Neben der energetischen Nutzung des Biogases kann die Verwertung des dabei entstehenden Gärrests als Dünger oder Bodenverbesserer in Betracht gezogen werden. Zusammenfassend konnten sehr zufriedenstellende Ergebnisse erreicht werden und die Proteinextrak- tionsrate war vergleichbar mit Literaturwerten. Der COFB wurde für die Anwendung der Proteinextraktion bei hohem Feststoffgehalt von 10-15 Prozent validiert und die Projektergebnisse legen einen wichtigen Grundstein für die weitere Erarbeitung biobasierter Wertschöpfungsketten aus Lebensmittelreststoffen. Zukünftige Forschungsfragen beinhalten insbeson- dere die kontinuierliche Zudosierung, Reduktion der Alkalikonzentration, die Optimierung von Bedingun- gen für wässrige Extraktionen und die Realisierung eines 24-Stunden-Versuchsbetriebs im Labor mit In-Line-Sensorik. Das Nachfolgeprojekt CircularFood wird Lösungsansätze in diesem Kontext untersuchen. Die Versuche haben gezeigt, dass im oszillierenden Reaktor zufriedenstellende Hydrolyseraten (hyd- rolysiertes Protein bezogen auf Proteingehalt des Eingangssubstrats) von bis zu 90 Prozent (durch- schnittlich 65 Prozent) erzielt werden können. Die kontinuierliche Verarbeitung konnte erfolgreich umgesetzt werden mit ähnlich guten Hydrolyseraten wie im Batch Betrieb. Bei unterschiedlichen Einstel- lungen ergaben sich folgende Trends: Bei einem höheren TS (total solids)-Gehalt im Ausgangssub- strat konnten schon nach kurzer Verweilzeit hohe Hydrolysatkonzentrationen erreicht werden, während bei einem niedrigeren TS-Gehalt (10 Prozent) län- gere Verweilzeiten zu einer höheren Hydrolyserate führten. Aufgrund der Verwendung von realer inho- mogener Biomasse (Treber der Brauerei Puntigam) sind die Ergebnisse jedoch gewissen Schwankungen unterworfen. Für die hydrolysierten Treber mit 10 Pro- zent Feststoffgehalt (SL - Solid Loading) konnte ein verbleibendes Biogaspotenzial von etwa 400 Nm 3 /t Dipl.-Ing. in Judith Buchmaier ist wissenschaftliche Mitarbeiterin der Forschungsgruppe „Wasser- und Prozesstechnologien“ bei AEE INTEC. j.buchmaier@aee.at 1 Design of Experiments (DoE) oder Statistische Versuchsplanung (SVP) umfasst statistische Verfahren zur Versuchsplanung, die mit möglichst wenigen Versuchen den Wirkzusammenhang zwischen Zielgrößen und Einflussfaktoren ermitteln und somit Ressourceneffizienz ermöglichen. 2 Der Bradford-Test ist eine photometrische Methode zur quantitativen Bestimmung von Proteinen. Weiterführende Informationen / Links im E-Paper P rojekt Hipsters Zukunftsfonds Steiermark Projekt Hipsters AEE INTEC Kurzvideo Projekt Hipsters Literatur: Judith Buchmaier, Sofia Krampl, Manuel Eibinger, Gaurav Singh Kaira, Bernd Nidetzky, und Bettina Muster-Slawitsch. 2023. „Continuous oscillatory flow as process intensification strategy in protein extraction from Brewers spent grain“. Journal Chemical Engineering and Processing - Process Intensification, under submission. Protein-Löslichkeiten [%] Uf = 150ml/h; τ = 3h Uf=150 ml/h; τ = 4h Uf=325 ml/h; τ = 3.5h Uf=500 ml/h; τ = 3h Uf=500 ml/h; τ = 4h 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Darstellung der im kontinuierlichen oszillierenden Durchfluss- Bioreaktors (Continuous Oscillatory Flow Bioreactor – COFB) erreichten Protein-Löslichkeit in ausgewählten Experimenten bei unterschiedlicher Net-Flow-Geschwindigkeit Uf und unter- schiedlichen Verweilzeiten τ 27 26 TECHNOLOGIEENTWICKLUNG