Deutsch-Brasilianisches Projekt zur Produktion von Dünger aus Aschen aus der Zuckerrohrverarbeitung

Pressemitteilung / 26. Juni 2015

Gemeinsam mit Projektpartnern aus Deutschland und Brasilien untersucht Fraunhofer UMSICHT die nachhaltige Nutzung von Bagasse, einem Abfallstoff aus der Zuckerindustrie mit einem hohen Anteil an Lignocellulose. Besonderes Augenmerk bei den Arbeiten gilt der thermischen Verwertung im Hinblick auf die anschließende Nutzung der Asche. Diese kann eingesetzt werden als Dünger im landwirtschaftlichen Bereich aber auch bei der Produktion von Biopolymeren.

© Fraunhofer UMSICHT.
© Fraunhofer UMSICHT

Der brasilianische Bundesstaat Goiás im Herzen des Landes zählt gerade mal 18 Einwohner pro Quadratkilometer und ist doch von seiner Grundfläche ähnlich groß wie Deutschland. Viel Platz für die Landwirtschaft, und davon gibt es in der vergleichsweise fruchtbaren Region reichlich: nach Soja und Mais ist Zuckerrohr eines der bedeutendsten Agrarprodukte von Goiás. Insgesamt werden 37 Sorten angebaut. Nach der Ernte wird bei der Herstellung von Ethanol und Zucker das Zuckerrohr mehrfach gepresst und ausgelaugt, zurück bleibt die lignocellulosehaltige Bagasse. Diese wird üblicherweise im Anschluss thermisch verwertet und so bleiben pro verarbeiteter Tonne Zuckerrohr etwa 17 bis 30 Kilogramm Asche als Rückstand. Die Prozesse zur thermischen Verwertung dienen zum einen der Energieproduktion, zum anderen kann die kontrollierte Verbrennung der Bagasse zu Herstellung hochwertiger Aschen dienen, die den Einsatz als Düngemittel erlauben. Daneben ist es möglich, die Asche als Zuschlagsstoff für die Produktion von Biopolymeren zu verwenden. Diese Verfahren will das von Fraunhofer UMSICHT koordinierte Konsortium von Wissenschaftlern und Unternehmern aus Brasilien und Deutschland untersuchen und verbessern.

Verbrennungsversuche bei Fraunhofer UMSICHT und am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Dazu werden bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg und am KIT die Möglichkeiten für eine bestmögliche Verbrennung untersucht. Nach Vorversuchen an einem Laborreaktor am KIT werden im Verbrennungstechnikum von UMSICHT anschließend Pilotversuche in größerem Maßstab in verschiedenen Feuerungsanlagen gefahren. Ziel ist es die thermische Zersetzung zu optimieren, um möglichst nährstoffreiche Aschen zu erzeugen. Besonders Phosphor und Kalium sind im Fokus der Wissenschaftler. Diese Kernnährelemente sollen in möglichst hoher Konzentration in der Asche verbleiben. Die erzeugte Asche wird dann pelletiert oder granuliert, um eine einfache Ausbringung auf landwirtschaftliche Flächen zu ermöglichen. Dazu werden Handlingversuche bei Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen durchgeführt, die den idealen Umgang mit dem erzeugten Dünger erproben. Die Wissenschaftler untersuchen auch, wie sich die Eigenschaften der aufbereiteten Asche auf die Lagerfähigkeit des Düngers auswirken. Schließlich ist das Gesamtpotenzial riesig: Derzeit fallen in Brasilien bei der Ethanolproduktion jährlich rund 10 Millionen Tonnen Asche an, was jeder Form der Prozessverbesserung bereits relativ große Auswirkungen verspricht.

Deutsch-Brasilianisches Projektkonsortium

Das Projekt wird es vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms Bioökonomie 2012 gefördert und läuft über drei Jahre. Im Mai fand das Auftakttreffen in Sulzbach-Rosenberg statt. Das von Fraunhofer UMSICHT koordinierte Projekt wird gemeinsam mit Partner des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, des Fraunhofer IGB, dem Forschungszentrum Jülich, des Cutec-Intstituts, des Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM), des Federal Institute of Goiás (IFG), Laboratório Nacional Agropecuário (LANAGRO), der Universidade Federal de Goiás (UFG), und den Unternehmen Tecnaro, Outotec durchgeführt.