Kaffee ist nach Erdöl die zweitwichtigste Handelsware und wächst stetig in seiner kommerziellen Bedeutung. Der in großer Menge anfallende Reststoff, der bei der Herstellung des Getränks entsteht, ist feuchter Kaffeesatz, der aufgrund schneller Schimmelbildung aus Privathaushalten kaum sammelbar ist. Für Kaffeesatz aus Gastronomie und Gewerbe bestehen jedoch hochwertige Verwertungsansätze, denen jedoch bislang deutliche Markthemmnisse entgegenstehen.
Ziel des Projektes ist die Ausarbeitung eines industrienahen Ansatzes zur Überführung kommerziell anfallenden Kaffeesatzes in hochwertige Intermediate. Dabei wird ein besonderer Fokus daraufgelegt, dass diese Intermediate nicht nur einen Rohstoff für biobasierte Produkte darstellen, sondern zu bisher nicht erreichbaren Eigenschaftsverbesserungen der Endprodukte führen oder andere, wenig verfügbare Rohstoffe ersetzen.
Entwicklungsschritte und Scale-Up
In dem Projekt werden Verfahren zur prozessintensivierten Extraktion aus Kaffeesatz sowie zur Umesterung von Kaffeeöl entwickelt. Das Kaffeeöl wird mit einem Alkohol umgeestert und anschließend separiert. Als Ergebnis werden eine Fraktion weitgehend gesättigter Fettsäurealkylester und eine Fraktion mit hohem C18:2-Alkylesteranteil gewonnen. Letztere wird katalytisch zu einem Intermediat modifiziert, welches als Monomer weiterverarbeitet wird. Aus Kaffeesatz können zudem weitere sekundäre Wertstoffe gewonnen werden, darunter Glycerin, Polysaccharide, Aromastoffe und diverse Mineralien. Der entölte Kaffeesatz wird auf seine Eignung zur Papier- und Kartonherstellung geprüft. Anhand von Stoffstromanalysen der verfahrenstechnischen Konzepte wird eine Kostenabschätzung für die Intermediate bzw. deren Produkte erstellt. Eine besondere Herausforderung ist dabei das Scale-up der Verfahrensschritte vom Labor zur industriellen Fertigung. Das angestrebte Verfahren als Ganzes ist hoch innovativ und leistet einen wichtigen Beitrag bei der Nutzung von biobasierten Rohstoffen im Rahmen der Bioökonomie.
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT