AiF-FV-Nummer 15384 N

Keramische Einbindung von Getreidereinigungsrückständen zur Ausschleusung belasteter Partien aus dem Ernährungskreislauf in Kombination mit einer Energieeinsparung bei der Herstellung von Ziegeln durch die vollständige Nutzung der in organischen Rückständen enthaltenen Energie

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.10.2007 bis 31.03.2009

Forschungsstellen

  • Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e. V.
    Bliersheimer Str. 58 - 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Institut für Ziegelforschung Essen e.V.
    Am Zehnthof 197 - 203, 45307 Essen
    http://www.izf.de

Zusammenfassung

Bei der Ziegelherstellung werden Porenbildner eingesetzt. Besonders geeignet sind dazu organische Stoffe, i. d. R. Sägemehl, Papierfangstoffe oder Reste aus anderen Industriezweigen, da diese neben einer guten Porosierung aufgrund ihres eigenen Energieinhaltes auch den zur Ziegelherstellung benötigten Energieaufwand reduzieren können. Ein zu hoher Energieinhalt der Porosierungsmittel erschwert allerdings den direkten Einsatz im Ziegelrohstoff. Das Brennen der Ziegel wird durch diesen indirekten Energieeintrag besonders anspruchsvoll und schwierig. Durch die Einführung einer thermischen Vorbehandlung von Porenbildnern, ähnlich dem Rösten von Getreide zur Herstellung von Kaffeeersatz, soll dieses Problem beseitigt werden. Als mögliche Porenbildner wurden in diesem Forschungsvorhaben Getreidereinigungsrückstände und belastete Getreidepartien eingesetzt. Die Getreidereinigungsrückstände wurden in einer im IUTA vorhandenen Förderschnecke geröstet und anschließend mit Tonen gemischt, zu Ziegelprüfkörpern verpresst und gebrannt. Die für Mauerziegel übliche Prüfung auf Glühverlust, Wasseraufnahme, Rohdichte, Druckfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit zeigte positive Ergebnisse. Der Röstprozess der Getreidereinigungsrückstände führt zu einem organischen Porosierungsmittel, das durch die thermische Behandlung sehr stark versprödet, so dass eine weitere Zerkleinerung dieses Materials durch die mahlenden Aufbereitungsmaschinen bei der Ziegelherstellung gegeben ist. Außerdem entweicht bei der thermischen Behandlung ein Großteil der flüchtigen Kohlenwasserstoffe, so dass der verbleibende Kohlenstoffrest durch die höhere Zündtemperatur seine Energie erst im höheren Temperaturbereich des Tunnelofens freisetzt und somit annähernd vollständig genutzt werden kann. Der Prozess des Röstens selbst ist allerdings sehr aufwändig. Das entstehende Schwelgas enthält sehr hohe Kohlenwasserstoffmengen (bis ca. 30 g/m³ Schwelgas). Dieses Gas könnte zwar direkt im Tunnelofen zur Verbrennung eingesetzt werden. Problematisch ist jedoch der Teergehalt im Schwelgas. Insbesondere die Teerkondensation im System beeinflusst die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nachhaltig. Die Diskussion der Ergebnisse im projektbegleitenden Ausschuss, der ausschließlich aus Vertretern der Ziegelindustrie besteht, führte zu der Entscheidung, die Ergebnisse des Vorhabens zurzeit nicht umzusetzen. Die mögliche Kondensation der teerhaltigen Komponenten und der daraus resultierende finanzielle Aufwand zur Umsetzung werden als zu hoch erachtet. Gleichwohl bilden die gerösteten Getreidereinigungsrückstände ein gutes Porosierungsmittel. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass das Forschungsziel erreicht wurde.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente