Browsing by Author "Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)"

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Charakterisierung und Lokalisierung von Emissionen aus mechanisch-biologischen Abfallbehandlungsanlagen zur Entwicklung einer prozessangepassten Abluftbehandlung
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2021) Wittmann, Leonie; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
Open Access
Methodenentwicklung zur Bewertung und Optimierung der Ressourcenintensität in Einrichtungen der Außer-Haus-Verpflegung
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2021) Fuchs, Philipp; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
Der Ressourceneinsatz wächst seit Jahrzehnten weltweit beständig an. Dabei übersteigt die Nutzung natürlicher Ressourcen deutlich deren Regenerationspotenzial. Da unsere Wirtschaft zu einem Großteil auf der Nutzung natürlicher Ressourcen basiert, ist für zukunftsfähige Gesellschaften folglich ein schonender und effizienter Umgang mit den natürlichen Ressourcen erforderlich. Die Bereitstellung von Lebensmitteln verursacht einen erheblichen Anteil des globalen Ressourceneinsatzes. Gleichzeitig werden große Anteile der Lebensmittel ungenutzt weggeworfen. Das Potenzial zur Ressourceneinsparung durch Vermeidung von Lebensmittelabfällen und durch Berücksichtigung der Ressourcenintensität der eingesetz-ten Lebensmittel, bereits bei der Gestaltung des Speisenangebots, ist in der Außer-Haus-Verpflegung (AHV) besonders hoch. Zur Bewertung und Optimierung der Inanspruchnahme natürlicher Ressourcen durch Einrichtungen der AHV müssen, neben den eingesetzten Lebensmitteln und den Lebensmittelabfällen, auch die übrigen In- und Outputströme berücksichtigt werden. Bislang existiert keine Methode zur Bewertung von Ressourceninanspruchnahme für Einrichtungen der AHV, die alle Kategorien der natürlichen Ressourcen miteinbezieht und für deren Anwendung Werte bzw. Prozesse in ausreichender Datenqualität in bestehenden (Ökobilanz-) Datenbanken vorhanden sind. In den vorhergehenden Untersuchungen zu Einrichtungen der AHV liegt der Fokus oft nur auf der Bestimmung der Treibhausgasemissionen oder lediglich der Betrachtung des Energieverbrauchs bzw. der Energieeffizienz. Ziel dieser Arbeit ist: die Entwicklung einer Methodik zur Bewertung und Optimierung der Ressourcenintensität in Einrichtungen der Außer-Haus-Verpflegung und deren beispielhafte Anwendung in drei Pilotbetrieben.
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Optimierung von Biogasanlagen für Bioabfälle
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2021) Fritzsche, Anna; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
Bioabfälle stellen die größte getrennt gesammelte Fraktion der Siedlungsabfälle dar. Deren Verwertung dient in erster Linie der hygienisierenden und biologisch stabilisierenden Behandlung und muss gesetzliche Vorgaben zur Abfallbehandlung erfüllen. Bioabfälle haben aber auch ein großes Potenzial zur sowohl stofflichen als auch energetischen Nutzung. In Biogasanlagen für Bioabfälle entstehen hochwertige organische Düngemittel (Kompost und Flüssigdünger) sowie Biogas, welches meist in Blockheizkraftwerken zu elektrischer und thermischer Energie umgewandelt wird. Gesetzliche Änderungen und politische Ziele sorgten in Deutschland in den letzten Jahren für einen Anstieg der Behandlungskapazitäten und der Anzahl an Biogasanlagen für Bioabfälle. Diese werden meist als einstufige Trockenvergärungsanlagen ausgeführt. Es zeigt sich dabei eine Vielzahl verschiedener Konzepte – für die Biogaserzeugung (dis-/kontinuierlich, mesophil/thermophil) sowie für die Verfahrenstechnik der Bioabfallaufbereitung, der Gärrestbehandlung und der Kompostaufbereitung. Gleichzeitig werden Biogasanlagen für Bioabfälle häufig suboptimal betrieben und müssen an den Input angepasst werden. Es fehlen belastbare Daten über einen längeren Zeitraum bzgl. der Eignung der Konzepte für die eingesetzten Substrate sowie der tatsächlichen Leistung der Anlagen. Ziele dieser Arbeit sind daher Parameter, anhand derer der Zustand einer Biogasanlage für Bioabfälle beschrieben werden kann, sowie Bewertungskriterien und Maßnahmen zur Optimierung zu ermitteln und Entscheidungsgrundlagen abzuleiten, welche bei der Planung und Projektierung neuer abfallwirtschaftlicher Biogasanlagen, insbesondere hinsichtlich der technischen Konzeption, herangezogen werden können. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass an Biogasanlagen für Bioabfälle mit Kenntnis wichtiger Betriebsparameter ein Optimierungspotenzial hinsichtlich der Stoffströme und Qualität der Produkte sowie der Energieeffizienz vorhanden ist. Die herausgearbeiteten Entscheidungsgrundlagen können dazu dienen diese Ergebnisse bereits in die Planung neuer Anlagen einzubeziehen. Für bestehende Anlagen können die dargestellten Parameter, insbesondere in Verbindung mit der Gründung eines Netzwerks von Anlagenbetreibern, eine datenbasierte Diskussion fördern sowie einen Vergleichsmaßstab (Benchmarking) bilden und so die Weiterentwicklung von Biogasanlagen für Bioabfälle unterstützen.
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Quantification and environmental impacts of informal e-waste recycling processes in Ghana
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2025) Owusu-Sekyere, Karoline; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
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Recycling of coffee by-products by composting in context of climate-relevant emissions and products
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2023) San Martin Ruiz, Macarena; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
Coffee has become one of the most popular beverages and provides a livelihood for millions of people around the world. Coffee is one of Costa Rica's most important and emblematic exports (about one and a half million bags per year) and is closely linked to the country's national identity. However, climate change poses a challenge to the livelihoods of Costa Rican coffee farmers and the long-term viability of the crop. Thus, the environmental impact of coffee production must also be reduced and made more sustainable. Therefore, it is necessary to treat the residues from coffee production as climate-neutral and resource-saving as possible in the sense of a circular economy. This is of particular importance, not least because the consumption of coffee has increased worldwide. Agriculture and waste management are disconnected from each other worldwide. This leads to permanent nutrient depletion of soils and high greenhouse gas (GHG) emissions due to insufficient or excessive use of fertilizers. Coffee by-products, especially coffee pulp, are usually considered waste on coffee plantations and are mostly discarded or disposed of in rivers. In some cases, composting of residues also takes place, which usually results in high emissions due to improper rotting processes. In the context of global warming, inadequate composting and mineral fertilization contribute to greenhouse gas emissions. Composting emits greenhouse gases such as methane from the decomposition of organic material and carbon dioxide from fossil fuels from the equipment required to turn and process the waste. Fertilization of coffee plants, on the other hand, emits greenhouse gases such as nitrous oxide from the soil, especially when nitrogen fertilizers are used. This leads to serious consequences for the climate and the environment. The purpose of the present thesis was to investigate which methane emissions occur with the current treatment method of the residues and how an optimized composting process can significantly reduce these emissions and at the same time produce an organic fertilizer. In addition, nitrous oxide emissions from the use of composts compared to mineral fertilizers on coffee plantations should be investigated. This should contribute to making coffee production more sustainable.
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The use of self-reporting methods to identify food waste reduction potentials at consumer level - a support to achieve SDG 12.3
(Stuttgart : FEI e.V. Eigenverlag, 2021) Leverenz, Dominik; Kranert, Martin (Prof. Dr.-Ing.)
The cumulative dissertation uses a self-reporting approach to collect data on food waste at the consumer level. The main objective of this study is to contribute to filling existing knowledge gaps by performing on-site measurements of food waste at the consumer level. The collected data provide evidence-based results regarding reduction potentials and measures to prevent food waste. Measurements were first carried out in households and subsequently extended in a similar form to a gastronomic framework, namely hotels and event caterings such as conferences, business events or graduation ceremonies. For the experimental setup in gastronomic kitchens, a food waste tracking system was developed to ensure an efficient self-reporting procedure. An essential finding of the study is the evidence that self-reporting interventions contribute to raise consumer awareness, leading to behavioral changes and the autonomous implementation of reduction measures. The results demonstrate that the UN reduction targets of halving food waste (SDG 12.3) can be achieved and even exceeded.