Wenn Milch zu Käse und Quark gerinnt, bleibt eine grünlich-gelbe Restflüssigkeit zurück, die als Molke bekannt ist. Der Reststoff besteht nicht nur aus kostbaren Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor, die als Pflanzendünger genutzt werden könnten, sondern auch zu 94% aus Wasser. Bisher wurden die Reststoffe der Molkeveredelung jedoch kosten- und energieaufwendig entsorgt. Forschern des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden ist es nun in Kooperation mit Industriepartnern gelungen, diese Reststoffe nahezu vollständig zu recyceln.

Schlempe aus Biospritproduktion nutzbar machen

Ein Team um André Wufka entwickelte dafür gemeinsam mit der Sachsenmilch Leppersdorf GmbH und der wks Technik GmbH aus Dresden ein Verfahren, mit dem die Reststoffe der Milchverarbeitung sowohl stofflich als auch energetisch fast zu 100% wieder genutzt werden können. Konkret haben die Forscher den Reststoff Schlempe aufbereitet, der bei der Verarbeitung von Molke zu Biosprit nach der alkoholischen Gärung und Destillation der sogenannten Melasse entsteht. „Die überwiegend flüssigen Bestandteile der Schlempe können mit unserem Verfahren zu nutzbarem Wasser aufbereitet werden und im Produktionsprozess als Frischwasserersatz Verwendung finden“, erläutert André Wufka. Durch die Aufbereitung der Molkereste zu Frischwasser wird der prozessinterne Stoff- und Energiekreislauf in der Milchverarbeitung wieder geschlossen.

Frischwasser und Langzeitdünger aus Molkeresten

Auch Nährstoffe wie Phosphor werden im Zuge des Recyclingprozesses nun nutzbar gemacht. Die Wasser- und Nährstoffaufbereitung erfolgt dabei in mehreren Stufen. Organische Bestandteile werden zunächst in einem prozess- und verfahrenstechnisch optimierten Anaerob-Reaktor abgebaut und zu energiereichem Biogas konvertiert. Die Nährstoffe im Gärrest werden dann durch die nasschemische Magnesium-Ammonium-Phosphat-Fällung zu einem hochkonzentrierten Langzeitdünger umgewandelt. Mit vom IKTS entwickelten keramischen Nanofiltrationsmembranen wird dann aus der Restflüssigkeit die sogenannte Klarphase herausgefiltert. Die darin verbliebenen Salze werden wiederum durch einen Oxidationsschritt und einer Umkehrosmose-Stufe so effektiv entfernt, dass im Ergebnis Wasser entsteht, dass - so die Forscher - höchsten Qualitätsanforderungen nach der Trinkwasserverordnung entspricht.

Recyclingmethode erhält Innovations-Preis

Die Entwicklung dieser neuartigen Recyclingmethode wurde über drei Jahre vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert und mit dem „agra-Preis der Innovation“ in der Sparte Ernährungswirtschaft ausgezeichnet. „Für alle Partner bedeutet dieser Preis eine Auszeichnung für die zielstrebige und erfolgreiche Zusammenarbeit und ist gleichzeitig Ansporn, den eingeschlagenen Weg auch in Zukunft weiterzugehen“, sagt Wufka. Der Preise wurde im Rahmen eines Netzwerktreffens am 4. Mail 2017 durch den Sächsischen Staatsminister für Umwelt und Landwirtschaft vergeben.

bb