Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Tiermehl als Phosphorquelle

01.12.2015

Die Abfälle von Schlachthöfen werden zu Tiermehl verarbeitet und anschließend verfüttert oder verbrannt. Allerdings könnte man dieses Mehl besser nutzen: Es enthält Phosphor, ein knappes Mineral, das als Düngemittel dient. Eine neue Anlage verbrennt das Pulver so, dass die Asche als Rohstoff für Phosphordünger dienen könnte.

Leberwurst, Salami, Steak – die Deutschen essen viel Fleisch. Nicht alle Teile vom Rind und vom Schwein landen dabei auf dem Teller. Zähne, Hufe, Knochen, Augen etwa bleiben übrig und werden zu Tiermehl verarbeitet.


Phosphor ist ein weltweit knapper Rohstoff, der etwa für Düngemittel benötigt wird. Tiermehl enthält Phosphor. Mit einem neuen Verfahren lässt sich die Ressource deutlich effizienter nutzen.

© Fraunhofer IFF

Allein in Deutschland fallen mehr als 200 000 Tonnen jährlich an. Die gemahlenen Überbleibsel werden zum Teil wieder an Tiere verfüttert. Der Rest – der etwa aus Augen und Hirn besteht, die die Erreger von BSE enthalten könnten – wird in Müllverbrennungsanlagen gemeinsam mit anderem Abfall verbrannt.

Dünger für die Landwirtschaft

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg schlagen einen anderen Weg vor: »Wir verbrennen das Tiermehl auf spezielle Weise, so dass wir daraus ein wichtiges Mineral zurückgewinnen können«, erläutert Patric Heidecke, Wissenschaftler am IFF. Denn der Rohstoff enthält etwa drei bis vier Prozent Phosphor, ein Mineral also, das nicht unbegrenzt zur Verfügung steht und teuer ist. Man braucht es vor allem als Dünger in der Landwirtschaft.

In der Asche beträgt der Phosphoranteil bis zu 16 Prozent. Das ist so viel wie in natürlichen Lagerstätten, die sich vor allem in China, Marokko und den USA befinden. »Die Asche könnte – ebenso wie das phosphorhaltige Material, das in den Lagerstätten gewonnen wird – zu Düngemittel weiterverarbeitet werden«, sagt Heidecke. »Rein rechnerisch lässt sich damit rund fünf Prozent des jährlichen Phosphat-Düngemittelbedarfs in Deutschland ersetzen.«

Schwermetalle von der Asche trennen

Zwar wird das Tiermehl auch heute schon teilweise verbrannt. Allerdings mischt man es dafür mit anderen Brennstoffen. Das führt einerseits dazu, dass der Phosphor in der entstehenden Asche verdünnt ist, andererseits gelangen über die anderen Materialien auch unerwünschte Stoffe in die Asche. Ein weiteres Problem: Das Nebenprodukt enthält Schwermetalle wie Quecksilber und Blei, die später nicht mit auf dem Feld landen dürfen. In der Asche aus den Müllverbrennungsanlagen sind diese Schadstoffe jedoch enthalten.

All dies haben die Forscher bei ihrer Entwicklung berücksichtigt. Das Prinzip: Sie füllen das Tiermehl in eine 850 Grad Celsius heiße Wirbelschichtanlage. Von unten strömt kontinuierlich Luft in eine Brennkammer und vermischt das Mehl mit heißem Quarzsand. Die Masse zündet, und die organischen Partikel verbrennen vollständig. Die Wärme wird abgeführt, sie kann entweder direkt genutzt oder zu Strom umgewandelt werden.

Das entstehende Verbrennungsgas, das aufgrund der Luftwirbel auch einen Großteil der Asche enthält, wird in den Ausbrandzyklon geleitet. Dieser trennt die gute, saubere Asche von der schlechten, in der sich die giftigen Schwermetalle befinden. Dafür bremsen die Forscher den Luftstrom ab. Die Asche sinkt auf den Boden, während die Schwermetalle und Ascheteilchen, die kleiner als einen Zehntel Millimeter sind, in der Luft verbleiben. Sie werden später abgeschieden und entsorgt.

Erste kommerzielle Anlage geplant

Welche Parameter müssen bei der Verbrennung eingestellt werden, damit einerseits möglichst viel Wärme erzeugt wird und sich andererseits keine unerwünschten Schadstoffe wie Stickoxide bilden? Dies haben die Forscher in einer breit angelegten Messreihe untersucht. Die Wissenschaftler nutzen eine Wirbelschichtanlage, die etwa vier Meter hoch ist und eine Leistung von 150 Kilowatt erbringt.

»Es ließe sich jedoch auch problemlos eine Anlage von zehn Megawatt Leistung realisieren«, sagt Heidecke. Nun wollen sie die erste kommerzielle Anlage bei einem Praxispartner errichten. »In zehn Jahren«, da ist sich der Experte sicher, »wird sich dieses Konzept durchgesetzt haben, da es sich neben dem Brennstoff Tiermehl auch für Klärschlamm eignet.« Zwar ist es momentan noch erlaubt, Klärschlamm als Dünger auf den Feldern auszubringen. Doch der Schlamm enthält Schwermetalle sowie Nitrat, durch das Gewässer umkippen können.

M. A. Anna-Kristina Mahler | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2015/Dezember/tiermehl-als-phosphorquelle.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen
17.05.2019 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock
17.05.2019 | Deutsches Zentrum für Herz-Kreislauf-Forschung e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Quanten-Cloud-Computing mit Selbstcheck

Mit einem Quanten-Coprozessor in der Cloud stoßen Innsbrucker Physiker die Tür zur Simulation von bisher kaum lösbaren Fragestellungen in der Chemie, Materialforschung oder Hochenergiephysik weit auf. Die Forschungsgruppen um Rainer Blatt und Peter Zoller berichten in der Fachzeitschrift Nature, wie sie Phänomene der Teilchenphysik auf 20 Quantenbits simuliert haben und wie der Quantensimulator das Ergebnis erstmals selbständig überprüft hat.

Aktuell beschäftigen sich viele Wissenschaftler mit der Frage, wie die „Quantenüberlegenheit“ auf heute schon verfügbarer Hardware genutzt werden kann.

Im Focus: Self-repairing batteries

UTokyo engineers develop a way to create high-capacity long-life batteries

Engineers at the University of Tokyo continually pioneer new ways to improve battery technology. Professor Atsuo Yamada and his team recently developed a...

Im Focus: Quantum Cloud Computing with Self-Check

With a quantum coprocessor in the cloud, physicists from Innsbruck, Austria, open the door to the simulation of previously unsolvable problems in chemistry, materials research or high-energy physics. The research groups led by Rainer Blatt and Peter Zoller report in the journal Nature how they simulated particle physics phenomena on 20 quantum bits and how the quantum simulator self-verified the result for the first time.

Many scientists are currently working on investigating how quantum advantage can be exploited on hardware already available today. Three years ago, physicists...

Im Focus: Accelerating quantum technologies with materials processing at the atomic scale

'Quantum technologies' utilise the unique phenomena of quantum superposition and entanglement to encode and process information, with potentially profound benefits to a wide range of information technologies from communications to sensing and computing.

However a major challenge in developing these technologies is that the quantum phenomena are very fragile, and only a handful of physical systems have been...

Im Focus: A step towards probabilistic computing

Working group led by physicist Professor Ulrich Nowak at the University of Konstanz, in collaboration with a team of physicists from Johannes Gutenberg University Mainz, demonstrates how skyrmions can be used for the computer concepts of the future

When it comes to performing a calculation destined to arrive at an exact result, humans are hopelessly inferior to the computer. In other areas, humans are...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

MS Wissenschaft startet Deutschlandtour mit Fraunhofer-KI an Bord

17.05.2019 | Veranstaltungen

Wie sicher ist autonomes Fahren?

16.05.2019 | Veranstaltungen

Chemie – das gemeinsame Element

16.05.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Integrierte Zuckermoleküle schonen Zellkulturen

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Erstmals Einsatz von gefäßschützendem Antikörper bei kardiogenem Schock

17.05.2019 | Biowissenschaften Chemie

Additive Maschinen lernen Superlegierungen kennen

17.05.2019 | Maschinenbau

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics