DE2641627C3

DE2641627C3 - Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus Rohrzuckermelasse bzw. Rohrzuckerschlempe

Info

Publication number: DE2641627C3
Application number: DE2641627A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr. 6901 Gaiberg Utikal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-09-16
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2641627A1; BR7704998A; DE2641627B2

Description

2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Melasse, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, bereits vor der Äthanolgewinnung mit Kalk und Ammoniumnitrat behandelt.

Es ist bekannt, daß die Rohrzuckerpflanze die anorganischen Bestandteile, wie Kalium, Calcium, Phosphor, Stickstoff usw. aus dem Boden aufnimmt, welche während der Zuckerfabrikation in der Melasse, als Nebenprodukt, verbleiben. Die dem Boden entnommenen anorganischen Stoffe müssen in Form von N-P-K-Düngemitteln ersetzt werden. Während der Gärung der Melasse und nachgeschalteter Produkt-Trennung, bleibt die sogenannte Schlempe als Abfallprodukt übrig, in der die dem Boden entnommenen anorganischen Stoffe vorhanden sind.

Es hat aus diesem Grund nicht an Versuchen gefehlt, die Schlempe als Düngemittel einzusetzen, was bisher aber ohne Erfolg geblieben ist. So hat man die Schlempe in Brasilien und Australier als flüssiges Düngemittel mit Tanklastwagen auf die Rohrzuckerplantagen zurückgefahren und weil die Schlempe sehr sauer ist, wurden die Plantagen in wenigen Jahren vernichtet. Des weiteren wirkt die Schlempe auf Eisen äußerst korrosiv, so daß alle Rohrleitungen und Tanks aus säurebeständigem Stahl hergestellt sein müssen. Die Unkosten des Zurückführens der Schlempe auf die Rohrzuckerplantagen sind um 160% höher als fertige Düngemittel, wobei große Mengen Treibstoff verbraucht wurden. Es wurde auch versucht, die Schlempe durch Eindampfen bis zu 60% Trockensubstanz zu konzentrieren und anschließend auf die Rohrzuckerplantagen auszufahren.

Weil die Schlempe aber neben Kalium, meistens Calcium und zwar ausschließlich in der Gips-Form enthält, waren die Verdampfungsapparate nach kurzer Betriebsdauer bereits verkrustet. Die Reinigung der Apparate und Rohrleitungen war so kostspielig und unwirtschaftlich, daß die Verdampfungsanlagen nach 3 Monaten demontiert und verschrottet wurden. Darüber hinaus mußten die Verdampfungsapparate wegen hoher Schlempe-Korrosion aus teurem säurebeständigem Stahl gebaut werden.

Schließlich blieb nach den mißlungenen Versuchen, die Schlempe erfolgreich als Düngemittel einzusetzen, kein anderer Weg, als sie als Abwasser in die Flüsse und Seen zu pumpen, ein Weg, der ohne Zweifel durch die enorme Umweltbelastung nicht mehr gangbar ist, insbesondere nachdem ab 1. Januar 1976 auf internationaler Basis geschaffene Gesetze gegen die Luft- und Wasserverschmutzung das Ablassen von Abwässern dieser Art verbieten.

Aus der DE-PS 116760 ist ein Verfahren zum Trocknen des bei der Rohrzuckerfabrikation anfallenden Scheideschlamms durch Vermischen des Schlamms mit gebranntem Kalk zur Bindung von Wasser und Überführung desselben in ein streubares

ίο Pulver bekannt, das als Dünger verwendet wird. Der Kalk-Zusatz erfolgt bei diesem Verfahren zur Bindung des Wassers und zur Verdickung des Schlammes, um ihn schließlich in ein streufähiges Endprodukt überzuführen.

Die DE-PS 475429 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung eines Düngers mit dem Ziel, ein dauernd streufähiges Düngemittel aus mit Kalkschlamm vermischtem und eingedicktem Schlamm bzw. der Schlempe aus der Zuckerfabrikation herzustellen.

Zweck des Verfahrens nach DE-PS 492581 ist es, der Melasseschlempe Superphosphat zuzusetzen, um hygroskopische Bestandteile des Schlamms in nicht hygroskopische Stoffe umzusetzen, denen dann auf Trommeltrocknern das Wasser und etwa vorhandene freie organische Säuren entzogen werden.

Die DE-PS 497 721 befaßt sich mit der Herstellung eines streufähigen Düngemittels durch Zusatz von Ätzkalk iiu Scheideschlamm, um diesen aufzulockern und zu trocknen.

Nach dem Verfahren der DE-PS 541398 wird einer 50% Zucker enthaltenden Rübenmelasse Säge- oder Holzmehl und gebrannter Kalk zugesetzt, um den in der Melasse enthaltenen Zucker in schwerlösliche Saccharate umzusetzen, um so zu einem streufähigen Düngemittel zu gelangen.

Schließlich betrifft die DE-PS 1056153 ein Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Melasseschlempe zu ammoncitratlöslichen Phosphatdüngemitteln, Stickstoffverbindungen oder Schlempekohle durch Erhitzen der Melasseschlempe für sich oder im Gemisch mit Rohphosphaten, insbesondere Apatiten, und anderen Zuschlagstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Melasseschlempe von beliebiger Dichte im Gemisch mit Rohphosphaten und sonstigen Zuschlagstoffen oder für sich in außenbeheizten Drehrohrofen kontinuierlich auf in dem Drehrohrofen vorgelegte, auf 400 bis 600⁰C erhitzte Schlempekohlemengen mit oder ohne Zuschlagstoffe aufrieseln gelassen und auf Temperaturen von 400 bis

so 600° C erhitzt wird, worauf die neu gebildete Schlempekohlemenge abgeleitet und die ursprüngliche, im Drehrohrofen vorhandene Schlempekohlemenge ständig erhalten bleibt, woei die beim Erhitzen abgetriebenen Amine und das Ammoniak nach bekanntem Verfahren auf Cyan- und Ammonsalze verarbeitet werden, während die Schlempekohle zur bekannten Gewinnung von Kalium- und Natriumsalzen oder das Schlempekohle-Rohphosphat-Gemisch zur ebenfalls bekannten Herstellung von ammoncitratlöslichen, kalireichen Glühphosphatdüngemitteln dienen. Es handelt sich also um die Zugabe von Rohphosphaten, insbesondere Apatiten zur Schlempe und Überführung in lösliche Phosphate.

Alle diese bekannten Verfahren haben in keiner Weise befriedigt und da die Rohrzuckermelasse ein wertvolles Ausgangsprodukt für die Äthanolherstellung darstellt und Äthanol als Treibstoff-Ersatz oder als Rohstoff zur Herstellung petrochemischer Zwi-

schenprodukte wie Äthylen, Acetaldehyd, Butadien usw. verwendet wird, ist es vom volkswirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet erforderlich, die tropischen Rohrzucker-Verarbeitungsbetriebe (Distilleries) in Betrieb zu halten. Ein solcher Betrieb mittlerer Größe erzeugt pro Tag etwa 750 m³ Schlempe, die mit dem Abwasser abgelassen, einen Fluß mittlerer Größe in wenigen Tagen verseucht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, einen Verfahrensweg aufzuzeigen, der es ermöglicht, unter gleichzeitiger Vermeidung einer erheblichen Umweltbelastung die dem Boden mit der Aberntung des Rohrzuckers entzogenen und im Verarbeitungsprodukt, der Melasse, Maische und dergleichen enthaltenen wertvollen Düngemittel-Komponenten nach einem wirtschaftlichen Aufarbeitungsverfahren dem Boden in Form von Düngemitteln wieder zuzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die technische Lehre vermittelt, daß man die nach der Äthanolgewinnung aus der Melasse verbliebene Schlempe, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, durch Zusatz von Kalk auf einen pH-Wert zwischen 5 und 8 einstellt, die erhaltene Masse mit einer zu ihrem Gipsgehalt stöchiometrischen Menge Ammoniumnitrat versetzt, dann auf einen Trockensubstanzgehalt zwischen 50 und 90 Gewichtsprozent eindampft und schließlich zu Asche verbrennt. Man kann die Melasse, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, bereits vor der Äthanolgewinnung mit Kalk und Ammoniumnitrat behandeln.

Die Erfindung wird anhand eines Beispiels beschrieben:

Der heißen Schlempe, wie sie die Maische-Destillationskolonne mit 85 bis 98^c C verläßt, wird Kalk unter ständigem Umrühren zugegeben, bis pH 6,8 erreicht ist. Danach wird eine heiße wäßrige Lösung aus Ammoniumnitrat in stöchiometrischen Mengen mittels einer einstellbaren Dosier-Pumpe der Schlempe direkt zugesetzt. Dabei entsteht:

(1) Calciumnitrat, das in Wasser und auch in der Schlempe vollkommen löslich ist und als Düngemittel von Pflanzen sofoii assimiliert wird und

(2) Ammoniumsulfat, das ebenso in Wasser oder in der Schlempe löslich ist und als Düngemittel von Pflanzen assimiliert wird.

Diese so behandelte Schlempe wird einer Schlempe-Verdampfungsanlage aus C-Stahl zugeführt, in der sie bis zu 90% Trockensubstanz, vorteilhaft aber bis zu 68% Trockensubstanz eingedampft wird. Die getrocknete Schlempe wird verbrannt; die zurückbleibende Asche enthält überwiegend Stickstoff, Phosphor und Kalium als Basis für Volldüngem»ttel. Die Asche enthält durchschnittlich
3,29% N
0,58% P
11,20% K
7,58% Ca(NO₃).,

Die Zeichnung

Fig. 1 zeigt schematisch das derzeitige Verfahren zur Vernichtung der Schlempe (Schaubild A), die bisherigen Versuche zur Schlempe-Verwertung (Schaubild B) und das nach der Erfindung vorgeschlagene Verfahren der Schlempe-Verarbeitung (Schaubild C);

Fig. 2 zeigt schematisch die einzelnen Verfahrensstufen des erfindungsgemßen Verfahrens und die dafür erforderlichen Apparaturen;

Fig. 3 stellt ein Schema der Schlempe-Verarbeitung dar mit quantitativen Ausbeutezahlen, ausgehend von einer Tonne Rohrzucker-Melasse;

Fig. 4 der Zeichnung zeigt das Alternativ-Verfahren der Maische-Aufbereitung im Detail und enthält entsprechend Fig. 3 der Zeichnung die quantitativen Ausbeutezahlen bzw. alle erforderlichen Parameter.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels aus Rohrzuckermelasse bzw. Rohrzuckerschlempe, dadurch gekennzeichnet, daß man die nach der Äthanolgewinnung aus der Melasse verbliebene Schlempe, welche einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 aufweist, durch Zusatz von Kalk auf einen pH-Wert zwischen 5 und 8 einstellt, die erhaltene Masse mit einer zu ihrem Gipsgehalt stöchiometrischen Menge Ammoniumnitrat versetzt, dann auf einen Trockensubstanzgehalt zwischen 50 und 90 Gewichtsprozent eindampft und schließlich zu Asche verbrennt.