Development of a plant model for the production of alternative organic protein

Titel in Übersetzung: Entwicklung eines Anlagenmodells zur Herstellung einer alternativen organischen Proteinquelle

Lukas Himler

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Die stark wachsende Weltbevölkerung, die Übernutzung von Land und Wasser sowie die Zunahme von Abfallmengen erschöpfen unsere natürlichen Ressourcen. Zusätzlich führt der global intensive Konsum von Fleisch und tierischem Protein zu einer Verknappung der Futterproteinversorgung. Aus diesem Grund wird die Sicherung der Lebens- und Futtermittelversorgung immer wichtiger und neue alternative Ansätze in der Proteinversorgung sind zwingend erforderlich. Ein vielversprechender Ansatz ist die Nutzung von Insekten, die mittlerweile in ihrer industriellen Umsetzung angelangt ist und mehrere nachhaltige Möglichkeiten im Bereich der Abfallverwertung, des Nährstoffrecyclings, der Kreislaufwirtschaft und insbesondere der alternativen Proteinversorgung bietet. Eine industrielle Anlage zur Herstellung von Insektenprotein kann im Wesentlichen auf die Prozessschritte Substrataufbereitung, Insektenaufzucht und -mast, Larven-Ernteprozess sowie in einen Proteinendverarbeitungsprozess aufgeteilt werden. Die möglichen Inputstoffe dieser Technologie reichen von Pre- und Post-Consumer-Lebensmittelabfällen, Nebenprodukten aus der Lebens- und Futtermittelindustrie sowie landwirtschaftlichen Nebenströmen, bis hin zu Klärschlamm, Gülle, menschlichen Fäkalien und weiteren organischen Substraten. Die vorliegende Doktorarbeit konzentriert sich auf die Bilanzierung eines generischen Insektenproteinprozesses, mit dem Ziel einer fundierten technischen und finanziellen Analyse dieser Technologie. Die Datengrundlage beruht auf einem mehrmonatigen Pilotbetrieb in einer industriellen Insektenproteinanlage in Südafrika, Literatur- sowie Branchendurchschnittswerten. Das Ergebnis bildet das dynamische und unabhängige Berechnungsmodell „InsectProteinModel“. Die Modellbetrachtung fokussiert sich dabei auf die Nutzung der Larve der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens), die mit einem Substrat, basierend auf gemischten organischen Abfällen als Inputmaterial, gefüttert wird. Das Simulationsmodell hat gezeigt, dass bei einer durchschnittlichen nassen Biokonversion von 20 % ca. 2.3 % Insektenproteinpulver, ca. 1 % Insektenöl und ca. 12 % organische Reststoffe und Ausscheidungen produziert werden, wobei alle Werte auf 100 % gemischten organischen Abfall als Inputmaterial bezogen werden. Hinsichtlich der Energieversorgung ergab das Modell einen spezifischen Energiebedarf von ca. 7 kWh für Heizung und ca. 2.7 kWh für Kühlung, jeweils pro kg Insektenproteinproduktion pro Tag. Dabei wird von einer Anlagenverfügbarkeit von 350 Tagen/a an einem Standort in Zentraleuropa ausgegangen. Unter Berücksichtigung des finanziellen Aspektes haben unter 12 verschiedenen analysierten Faktoren der Feuchtigkeitsgehalt der Larven, die nasse Biokonversion sowie die Anlagengröße, die größten Einflüsse hinsichtlich der Sensitivität der Herstellungskosten für Insektenprotein gezeigt. Das allgemeine Ergebnis dieses Modells hebt hervor, dass die Insektenprotein-Technologie im großen Maßstab finanziell und technisch umsetzbar ist, allerdings eine sehr detaillierte Analyse der gewählten Anlagenparameter erfordert.
Titel in ÜbersetzungEntwicklung eines Anlagenmodells zur Herstellung einer alternativen organischen Proteinquelle
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Friedacher, Alfred, Mitbetreuer (extern)
  • Pomberger, Roland, Beurteiler A (intern)
  • Lehner, Markus, Betreuer (intern)
  • Siebenhofer, Matthäus, Beurteiler B (extern), Externe Person
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2021

Bibliographische Notiz

gesperrt bis 19-05-2026

Schlagwörter

  • Abfallverwertung
  • nachhaltiges Protein
  • Nährstoffrecycling
  • Anlagenmodell

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