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Valorisation of waste streams from the agro food sector

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Eine neue Vision für Rückstände von Agrarlebensmitteln

Die erfolgreiche Umwandlung von Feststoffabfall und Abwasser in nützliche biobasierte Produkte bietet sich gut für die Lebensmittelherstellungsindustrie an.

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Europas Agrarlebensmittelindustrie floriert, sei es in der Wein- und Käseherstellung oder in der Fruchtsaftproduktion. Während ein robuster Agrarlebensmittelsektor gut für Wirtschaft und Bevölkerung sind, werden große Mengen an Bioabfall und Emissionen produziert, die jeweils besser verwertet werden könnten Vor diesem Hintergrund wurde im Rahmen des EU-finanzierten Projekts VALOWASTE (Valorisation of waste streams from the agro food sector) eine kostengünstige ökoeffiziente Methode zur Nutzung von Abfällen und Abfallströmen aus dem Weinbausektor entwickelt. „Wir arbeiteten an der Reduzierung von Umweltfolgen durch die Rückgewinnung biobasierter Produkte“, sagt Projektforscherin Dr. Arunima Nayak. „Zu diesen Produkten zählen Biokraftstoffe, bioaktive Lebensmittelbestandteile wie Polyphenole und andere Nebenprodukte wie Aktivkohlenstoff, die letztlich zur Reduktion von Abwasserströmen genutzt werden können.“ Eine umweltfreundliche Abwasseraufbereitung für Weinbaubetriebe Zur Erreichung der Ziele arbeitete das Projektteam an der Rückgewinnung bioaktiver Polyphenole aus den Feststoffen und den Abwässern der Weinherstellung. Darüber hinaus wurde das Potenzial zur Rückgewinnung von Biokraftstoffen aus den Weinbauabwässern bei gleichzeitiger Aufbereitung der Abwasserströme in Übereinstimmung mit den Ableitungsnormen untersucht. Ausgehend von den Forschungsergebnissen konnte das Projektteam mithilfe umweltfreundlicher Lösungsmittel und Prozesse aus den Feststoffabfällen bei der Weinherstellung (Trester) erfolgreich größere Mengen an Polyphenolen zurückgewinnen. „Wir wandten daraufhin eine innovative Technik für den anaeroben Abbau an und erzielten eine hohe biologische Abbaubarkeit von Weinbauabwässern in Biomethan mit signifikanter Ausbeute“, merkt Dr. Nayak an. Zu einem weiteren wichtigen Erfolg des Projekts zählten umweltschonende Trennverfahren z. B. für die Adsorption bei der Rückgewinnung von Phenolverbindungen aus Weinbauabwässern. Die Innovation dieser Methode liegt in der Verwertung des verbrauchten Tresters zur Aufbereitung hocheffektiver, kostengünstiger Aktivkohle „Wir entwickelten biobasierte Aktivkohle und Pflanzenkohle aus Weinbaufeststoffabfällen, um diese als kostengünstige Adsorptionsmittel für die Abwasseraufbereitung einzusetzen“, stellt Dr. Nayak klar. Öko-Innovationen zur Behandlung von Agrarlebensmittelrückständen Zusätzlich zur Entwicklung umweltfreundlicher, intelligenter Trennverfahren (z. B. Adsorption, Ultraschall) stellt die Anwendung mikrobieller Sanierung – insbesondere des anaeroben Abbaus – in mehrerlei Hinsicht eine innovative Technik dar. „Diese ist nicht nur kosteneffektiv, sondern erfüllt auch eine Doppelfunktion zur Abwasseraufbereitung und als umweltverträgliche Methode für die Bewirtschaftung von Lebensmittelrückständen“, sagt Dr. Nayak. „Der anaerobe Abbau organischer Weinbaurückstände zur Erzeugung von Biokraftstoff wird ebenfalls zur Senkung von Emissionen und zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilem Brennstoff beitragen.‘“ Ferner kann das neue, kostengünstige, umweltfreundliche Adsorptionsverfahren 100 % der organischen Spurenstoffe entfernen, die sich gegebenenfalls nach der Biosanierung in dem aufbereiteten Wasser befinden. „Die Innovation der bei dem Projekt angewandten Methode liegt in der Verwertung von landwirtschaftlichen Nebenprodukten und toter Biomasse zur Herstellung hocheffektiver, kostengünstiger Aktivkohle mittels angemessener Wärme- und chemischer Behandlung“, erklärt Dr. Nayak. Auch anderen Sektoren bieten sich Vorteile Durch die Veröffentlichung der Ergebnisse und die Hervorhebung neuer Umweltprozesse für die Behandlung von Agrarlebensmittelrückständen und -abwässern wurde im Rahmen des Projekts der Transfer von Wissen zu diesem Thema an andere interessierte Forscher und Sektoren sichergestellt. Die VALOWASTE-Ergebnisse lassen sich direkt in anderen Agrarlebensmittelsektoren wie der Olivenöl- und Palmölproduktion, der Käseherstellung oder der Fruchtsaftherstellung umsetzen. „Diese Sektoren weisen eine ähnliche Abwasserzusammensetzung auf, die hochorganische Bestandteile beinhaltet, welche ohne Weiteres zur Rückgewinnung von Antioxidantien, Bioenergie und weiterer biobasierter Komponenten wie Aktivkohle genutzt werden können“, merkt Dr. Nayak an. Die Erfolge des Projekts entsprechen in großen Teilen dem heutigen Konzept der abfallfreien Nachhaltigkeit. Mit diesen und ähnlichen Forschungsinnovationen kann die Agrarlebensmittelindustrie Europas für den Rest der Welt zu einem Vorbild an Umweltfreundlichkeit werden.

Schlüsselbegriffe

Agrarlebensmittel, Abwasser, VALOWASTE, Weinbau, Bioenergie, anaerober Abbau, aktivierter Kohlenstoff

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