Projekt 14072/01

Aufbereitung von Brauereifilterrückständen

Projektträger

IndustriebetriebeHeinrich Meyer-Werke Breloh GmbH & Co. KG
Breloher Str. 95 - 101
29633 Munster
Telefon: 05192/132142

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In der Brauindustrie fallen bei der Filtration Filtermittelschlämme an, die aus Kieselgur oder anderen Filtermitteln, organischen Komponenten und ca. 70 % Flüssigkeit bestehen. Diese Schlämme werden bisher durch Deponierung beseitigt, landwirtschaftlich verwertet oder mit Hilfe von thermischen Verfahren regeneriert. Die bisherigen thermischen Verfahren erlangen nur eine geringe Produktausbeute. Vorschläge zum nasschemischen Recycling werden aus wirtschaftlichen Gründen nicht in der Praxis eingesetzt.
Ziel war die Entwicklung eines nassmechanischen Aufbereitungsverfahrens, das wiederverwertbare Filtermittel bei einer Ausbeute von min. 80 % bei überschaubarer Anlagengröße produktionsintegriert bereitstellen kann. Durch die Wiederverwendung werden Rohstoffrecourcen geschont, Energie eingespart und weniger Deponieraum benötigt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Filterschlamm wird nassmechanisch in eine Grobfraktion und eine Feinstfraktion aufgetrennt. Diese Trennung wird vorrangig durch Dispergierung sowie durch anschließende mehrstufige Zyklonierung erreicht. Eine bestmögliche Nutzung des Prozesswassers erfolgt durch Gegenstromwäsche. Der Schlamm bestehend aus ca. 50 % Organikanteilen und Kieselgur-Feinstkorn kann extern zur Biogaserzeugung verwertet werden.
Die gewonnene Filtermittelfraktion wird produktionsintegriert in den Filtrationsprozess zurückgeführt und entsprechend der benötigten Menge dosiert.


Ergebnisse und Diskussion

I. Phase
In Laborversuchen wurde festgestellt, dass abweichend vom ursprünglichen Ansatz auf den Einsatz von Tensiden und Enzymen verzichtet werden kann, ohne eine wesentliche Verschlechterung der Trennung von Organik und Filtermitteln zu bewirken. Stattdessen können über die Regulierung des pH - Wertes die Trennung und das Sedimentationsverhalten des Regenerats gesteuert werden. Eine Erhöhung der Temperatur auf ca. 80 °C wirkt sich positiv auf die Reinigung aus.
An der TU Clausthal wurde die Trennwirkung von kleinen Hydrozyklonen untersucht. Darauf aufbauend wurde eine mehrstufige Hydrozyklonanlage gebaut, die durch ein halbkontinuierliches Gegenstrom-Waschverfahren die Reinigung mit einer Ausbeute von ca. 80 % ermöglicht. Durch Arbeitsweise im Gegenstrom wird ein sehr geringer Wasserverbrauch erreicht. Eine Kreislaufführung des Wassers wurde wegen der organischen Inhaltsstoffe und der möglichen Verkeimung verworfen. Aus dem verbleibenden Abwasser kann ein Teil der Verunreinigungen durch Flockung abgetrennt werden.
Das erzeugte Regenerat hat gute Filtrationseigenschaften. Es wird auch die Stabilisierungswirkung teilweise wiederhergestellt. Aufgrund der Modifizierung des Verfahrens und der bis dahin erzielten Ergebnisse konnten die Brauereien Feldschlösschen, Braunschweig und die Privatbrauerei Wittingen für eine Zusammenarbeit gewonnen werden.
Die geplanten Gesamtkosten der ersten Phase wurden eingehalten.
II. Phase
Wie geplant, wurden auf Grundlage der Ergebnisse der Laborversuche die Projektierung, der Bau und der Betrieb einer Technikumsanlage vorgenommen. Es wurden verschiedene Zyklontypen getestet und die Steuerung sowie alle Anlagenteile an die Bedürfnisse eines Einsatztests in der Brauerei angepasst. Besonders hervorzuheben ist die pneumatische Beschickung der Zyklone, wodurch auf bewegte Teile verzichtet werden kann und der Verschleiß minimiert wird. Die Trennwirkung der Anlage wird maßgeblich bestimmt von der gleichmäßigen Beschickung. Entsprechend wurde die Steuerung der Aufgabepumpe angepasst.
Für eine optimale Trennung ist ein pH-Wert von 10 einzustellen und die Wassertemperatur auf 60 bis 80 °C zu halten.
Die Technikumsanlage konnte in der Brauerei Wittingen installiert und das gewonnene Regenerat im Filtrationsprozess wiedereingesetzt werden.
Die Ausbeute ist abhängig von der Anlagenkonfiguration und den eingesetzten Filtermitteln. Bei einer sehr feinen Filtermittelmischung sinkt die Ausbeute unter 80 %. Die Abtrennung der feinsten Filtermittelteile ist notwendig, um zerstörte Kieselguranteile aus dem Prozess auszuschleusen.
Nach Abschluss des Projektes wird weiter an der Optimierung der Technikumsanlage gearbeitet.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Verfahren wurde auf der Braumesse 2003 in Nürnberg und auf der Hannover Messe 2004 vorgestellt. Im Oktober 2003 wurde ein Vortrag auf dem 3. Kolloquium Sortieren der TU Berlin gehalten. Der erreichte Entwicklungsstand wurde durch eine Patentanmeldung veröffentlicht und geschützt. Veröffentlichungen in der Fachzeitschrift Brauwelt sind geplant. Informationsbroschüren für mögliche Anwender sind gedruckt und es werden weitere Vorträge auf Fachveranstaltungen gehalten. Gegenwärtig liegen Anfragen zu Veröffentlichungen von namhaften Zeitschriften, z. B. Wasser-Boden-Luft vor.


Fazit

Es konnte gezeigt werden, dass mit dem nassmechanischen Verfahren produktionsintegriert regenerierte Filtermittel erfolgreich in der Filtration wiedereinsetzbar sind.
Besondere umweltrelevante Vorteile des Recyclingverfahrens sind:
· Rohstoffeinsparung von 70-80% (ca. 22.000 t/a in Deutschland) durch Mehrfachnutzung auf hohem Niveau,
· Verminderung des Abfallaufkommens um bis zu 100 %, entspricht ca. 70.000 t/a in Deutschland,
· Sehr geringer Reagenzien- und Energieverbrauch gegenüber anderen Verfahrensvorschlägen,
· Hohe Ausnutzung des Waschwassers durch Gegenstromwäsche,
· Staubfreie und daher gesundheitsschonende Technik.
Nach einigen noch ausstehenden Optimierungen der Technikumsanlage wird erwartet, dass kurzfristig eine Markteinführung des neuen Recyclingverfahrens erfolgen kann.