In der deutschen Getränkeindustrie fallen jährlich ca. 70000 t Kieselgurschlamm an. Der größte Verursacher dieses Schlammes ist die Brauindustrie. Darüber hinaus wird Kieselgur als Filterhilfsmittel auch bei der Wein-, Sekt- und Fruchtsaftherstellung eingesetzt. Die Entsorgung der Kieselgurschlämme wird auf längere Sicht insbesondere im Hinblick auf die neue TA Siedlungsabfall immer kostenintensiver. Damit die Getränkeindustrie auch zukünftig ihre Kieselgurabfälle kostengünstig, umweltverträglich und vorschriftsmäßig entsorgen kann, sollten gleichzeitig zwei Wege verfolgt werden. Neben der Nutzung von alternativen Verwertungsmöglichkeiten, sollte auf eine Reduzierung des Kieselgurverbrauches bei der Anschwemmfiltration geachtet werden. Im Rahmen der Promotion wurde durch experimentelle Untersuchungen ein thermisches Verfahren für Kieselgur, basierend auf dem WTU- Aufbereitungsverfahren, im Technikumsmassstab entwickelt. Dabei wurden die Filterhilfsmitteln bei Temperaturen zwischen 350 °C und 650 °C und Verweilzeiten zwischen 60 und 180 Minuten behandelt. Anschließend wurden die behandelten Filterhilfsmittel zur Kieselgurfiltration im Technikumsmaßstab eingesetzt. Die Filtrationsversuche im Technikumsmaßstab wurden mit hellen Vollbieren der Bayerischen Staatsbrauerei Weihenstephan durchgeführt. Die Bieranalysen sowie die chemisch-technischen Analysen wurden nach den Vorschriften der MEBAK durchgeführt. Die Filterhilfsmittel wurden ebenfalls nach den Vorschriften der MEBAK analysiert. Des Weiteren kamen folgende Untersuchungsmethoden an den Filterhilfsmitteln zum Einsatz: - Korngrößenverteilung - Röntgendiffaktometrie - Spezifische Oberfläche - Porengrößenanalyse - Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen - Zetapotenzial - Differential Scanning Calorimetrie (DSC) Die thermisch behandelten Kieselguren wurden zu 100 % in der Filtration eingesetzt. Um eine Aussage darüber treffen zu können, welche Temperatur und Verweilzeit ein optimales Ergebnis in Bezug auf verbesserte Filtrationseigenschaften und längere Standzeiten des Filters liefert, wurden die aufgezeichneten Filtrationsdaten miteinander verglichen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass jede thermisch aufbereitete Kieselgurprobe gegenüber der Nullprobe (Kg A unbehandelt) einen niedrigeren Druckanstieg pro Stunde aufweist. Dadurch kann der positive Einfluss der Temperatureinwirkung auf die Kieselgur, in Bezug auf die Verbesserung der Qualitätseigenschaften, bestätigt werden. Die besten Filtrationsergebnisse hinsichtlich der Druckdifferenz wurden bei einer Aufbereitungstemperatur von 500 ºC und einer Verweilzeit der Kieselgur von 120 Minuten erreicht. Bei der Auswertung der Trübungswerte dürfen nur die Kieselguren desselben Typs miteinander verglichen werden, nicht die verschiedenen Kieselgurtypen (Kg A mit Kg B oder X) untereinander, da es sonst zu Fehlinterpretationen kommen kann. Es ist jedoch feststellbar, dass die thermische Behandlung der Kieselguren im Vergleich mit den unbehandelten Kieselguren des selben Typus ab einer Behandlungstemperatur von 650 °C zu einer Erhöhung der Trübungswerte führt. Unterhalb von 650 °C ist der Temperatureinfluss auf die behandelten Kieselguren hinsichtlich der Trübungswerte nicht erkennbar. Mit Hilfe der Analysenergebnisse wurden die erreichten Verbesserung der Filtrationseigenschaften der aufbereiteten Filterhilfsmittel diskutiert. Bei den Untersuchungen nach MEBAK liegen die Werte bei den thermisch aufbereiteten Filterhilfsmitteln höher als bei den unbehandelten Proben. Die thermische Behandlung der Kieselguren Typ A führt gegenüber den unbehandelten Proben zu keiner Änderung der Partikelgrößen, der Röntgenogramme und der DSC Kurven. Änderungen ergaben sich bei der spezifischen Oberfläche, der Porengrößenanalyse, dem Zetapotenzial und den elektronenmikroskopischen Aufnahmen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die filtrationstechnischen Eigenschaften der thermisch behandelten Filterhilfsmittel durch die gleichzeitige Zunahme des mittleren Porendurchmessers und die Verringerung der Porenoberfläche, zu erklären sind. Für die Erniedrigung der Druckdifferenz durch die Temperatureinwirkung ist die Veränderung der Porengröße verantwortlich. Die thermische Aufbereitung bewirkt ein Verschmelzen der kleineren Poren. Somit sind nur noch die großen Poren offen, wodurch die Möglichkeit der Wechselwirkung zwischen Kieselgur und Trübungsteilchen geringer geworden ist. Da nur noch größere Poren offen sind, wird dem Flüssigkeitsstrom ein geringerer Widerstand des Filterkuchens entgegengesetzt, d.h. der Kieselgurkuchen verdichtet sich nicht so schnell, wodurch die Druckdifferenz niedrig gehalten wird. Es ist erkennbar, dass die thermische Behandlung der Kieselguren erst ab einer Temperatur von ca. 650 °C die Trübung negativ beeinflussen bzw. höhere Trübungswerte aufweisen. Bei niedrigeren Behandlungstemperaturen findet zwar eine Veränderung des Kieselgurgefüges statt, dies hat allerdings auf die Trübung keinen Einfluss. Die Beeinflussung der filtrationstechnischen Eigenschaften durch eine thermische Aufbereitung der Kieselguren ist von drei Parametern abhängig: - Kieselgursorte - Temperatur - Verweilzeit Die Ergebnisse der Filtrationen im Technikumsmaßstab haben sich auch im industriellen Maßstab bestätigt, d.h. bei einer thermischen Aufbereitung der Filterhilfsmittel kann es zu einer Verringerung der Druckdifferenz pro Stunde bis zum Faktor 2 kommen, was somit zu einer Verdoppelung der Filterstandzeit führt. Daraus resultieren eine Reihe weiterer Vorteile: - Reduzierung des Gesamtkieselgurverbrauchs - Reduzierung des Wasserverbrauchs bei der Reinigung - verkürzte Rüst- und Wartungszeiten - vereinfachte Handhabung bei Betrieb und Wartung.     «

In der deutschen Getränkeindustrie fallen jährlich ca. 70000 t Kieselgurschlamm an. Der größte Verursacher dieses Schlammes ist die Brauindustrie. Darüber hinaus wird Kieselgur als Filterhilfsmittel auch bei der Wein-, Sekt- und Fruchtsaftherstellung eingesetzt. Die Entsorgung der Kieselgurschlämme wird auf längere Sicht insbesondere im Hinblick auf die neue TA Siedlungsabfall immer kostenintensiver. Damit die Getränkeindustrie auch zukünftig ihre Kieselgurabfälle kostengünstig, umweltverträglic...     »