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Pollution Free Oil Seed Processing

(only available in German)
Raps ist Deutschlands wichtigste Ölsaat. Der Anbau dieses nachwachsenden Rohstoffs hat stark zugenommen, mittlerweile stehen Verarbeitungskapazitäten für über 4,5 Millionen Tonnen bereit. Abnehmerbranchen der Öle sind sowohl die Ernährungsindustrie als auch die Kraft- und Schmierstoffhersteller.

In herkömmlichen Verfahren für die Ölgewinnung wird die Rapssaat zunächst gemahlen und dann in kontinuierlich arbeitenden Pressen, sogenannten Seiher-Schneckenpressen, bei Temperaturen oberhalb von 100 Grad Celsius entölt. Das so gewonnene Rapsöl ist von niedriger Qualität. Es enthält unerwünschte Schleim- Geruchs- und Farbstoffe sowie freie Fettsäuren, die aus den Schalen der Saat in das Öl übergehen oder bei der heißen Pressung entstehen. Der Presskuchen enthält nach der ersten Pressung immer noch Öl. Zur Steigerung der Ölausbeute wird der Presskuchen mit dem organischen Lösemittel Hexan extrahiert. Das Hexan wird durch Destillation aus dem abgetrennten Öl entfernt und im Kreislauf geführt. Die beiden gewonnenen Ölfraktionen werden gemeinsam raffiniert, also unter Zugabe von Chemikalien energieaufwändig von den störenden Verunreinigungen befreit. Bei der Aufbereitung zum verkaufsfähigen Reinöl kommen Laugen, Säuren und Bleicherden zum Einsatz, die den Prozess als Abfälle und Abwässer wieder verlassen. Umweltgefährdungen gehen auch von dem eingesetzten Hexan aus. Das klimarelevante Hexan lässt sich nicht vollständig zurück gewinnen. Pro Tonne verarbeiteter Rapssaat entweichen bis zu 2 Kilogramm Hexan. Die großen Verarbeitungsmengen für Ölsaaten in Deutschland verdeutlichen die hohe Umweltrelevanz dieses Produktionsverfahrens.

Das Hauptproblem sind die Schalen der Rapssaat. Ihre Inhaltsstoffe verunreinigen nicht nur das Öl, sie sind bei der Nachentölung auch für die Hexanemissionen verantwortlich. Die Schalen erfüllen andererseits aber eine wichtige Aufgabe bei der Ölgewinnung. Sie liefern mit ihrer festen Struktur die in der Presse notwendigen Rückstellkräfte, ohne die nicht entölt werden kann.

Das Projekt
Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt „Umweltfreundliche Ölsaatenverarbeitung“ sollte also ein funktionierendes Verfahren zur Schälrapsverarbeitung entwickeln, um den Eintrag von unerwünschten Inhaltsstoffen in die Produkte sowie Emissionen zu vermindern. Ohne Schalen wir die Presstemperatur vermindert. Presst man dagegen ungeschälten Raps, steigen die Temperaturen schon wegen der Reibung der harten Schalen auf über 70 Grad und aktivieren Enzyme, wodurch freie Fettsäuren und Schleimstoffe im Öl angereichert werden. Zusätzlich gelangen aus den Schalen - Farb- und Bitterstoffe ins Öl. Diese unerwünschten Inhaltstoffe müssen im üblichen Verfahren durch ein aufwendiges Raffinationsverfahren zu lasten der Rapsölqualität wieder entfernt werden.

Die Projektpartner
Vor diesem Hintergrund gingen die Universität Essen und der Anlagenhersteller Cimbria-SKET GmbH eine vom BMBF geförderte Forschungskooperation ein. Ihr gemeinsames Ziel war ein umweltschonendes Verfahren zur Ölgewinnung aus Rapssaat. Beide Projektpartner brachten langjährige Erfahrungen zur Ölsaatverarbeitung ein und konnten die Ansatzpunkte für Prozessverbesserungen schnell identifizieren.
Ergbebnisse
Die Forschungskooperation hatte entgegen der unter Praktikern vorherrschenden Meinung, geschälte Ölsaaten könnten nicht gepresst werden, großen Erfolg. An der Universität Essen wurden die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für dieses innovative Verfahren entwickelt. Der Kooperationspartner Cimbria-SKET GmbH setzte die Forschungsergebnisse später in die Praxis um.

Für diesen Erfolg war intensive Entwicklungsarbeit notwendig. Im Vorfeld des Forschungsvorhabens waren in den Labors der Universität bereits erfolgreiche Schälversuche für Rapssaat durchgeführt worden. In diesem Projekt entwickelten die Kooperationspartner diese Technik bis zur Marktreife weiter. Die größte Herausforderung stellte das Entölen der geschälten Saat dar. Rapskörner enthalten über 40 Gewichtsprozent Öl, das meiste davon im Kern. Ohne die Schalen war die Masse aus grob zerkleinerter Rapssaat zu weich und ließ sich wegen der fehlenden Rückstellkräfte in den Seiher-Schneckenpressen anfangs nur sehr schlecht entölen. Auch dieses Problem lösten die Forscher durch grundlegende Untersuchungen. Sie analysierten sämtliche Prozessparameter der Pressung und optimierten sie für die Verarbeitung geschälter Rapssaat.

Fazit
Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse setzte die Teutoburger Ölmühle als Existenzgründungsunternehmen in konkrete Anlagenplanungen um. Sie übertrug die Verfahrenskombination aus Schälung, gekühlter Pressung und Filtration der Öle und Energiegewinnung aus den Abfallprodukten in ein wirtschaftlich tragfähiges Konzept.

Die neue Ölmühle verzichtet vollständig auf Hexan und andere Chemikalien und stellt Rapsöl in hervorragender Qualität her. Die Ölsaaten werden zuerst geschält und erst dann unter aktiver Kühlung schonend gepresst. Die Kernöle aus Ibbenbüren sind mittlerweile in ganz Deutschland für ihre einzigartige geschmackliche und gesundheitliche Qualität bekannt. Sowohl für die Spitzenqualität der Produkte wie auch für das innovative Herstellungskonzept hat das Unternehmen zahlreiche Auszeichnungen erhalten, unter anderem den Innovationspreis für Bio-Lebensmittelverarbeitung durch Bundesministerin Renate Künast. Die technische Neuartigkeit und die beispiellose Umweltfreundlichkeit der Produktionsanlage haben Demonstrationscharakter für die ganze Branche. Die bei der Pressung der Rapssaat entstehenden Nebenprodukte werden vollständig zu Futtermitteln oder Biobrennstoffen weiterverarbeitet. Auf diese Weise entstehen keinerlei Abfälle. Die vor der Pressung abgetrennten Rapsschalen dienen zur Gewinnung von thermischer und elektrischer Energie im betriebseigenen Blockheizkraftwerk. Die Produktionsanlage ist somit ein energetischer Selbstversorger, auf fossile Brennstoffe kann komplett verzichtet werden. Überschüssige Energie wird ins öffentliche Netz eingespeist.