DE102009045982A1

DE102009045982A1 - Verfahren zum Entfernen organischer Rückstände aus kerogenhaltigem Silikat-Carbonat-Material

Info

Publication number: DE102009045982A1
Application number: DE200910045982
Authority: DE
Inventors: Martin Prof. Dr. Bertau; Dirk C. Prof. Meyer
Original assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Current assignee: Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-04-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen organischer Rückstände aus kerogenhaltigem Silikat-Carbonat-Material, insbesondere Alginit durch Einsatz von elektrischen oder magnetischen Wechselfeldern oder Druckwechselfeldern. Die Erfindung gestattet es, die im Zuge des Filtrationsprozesses an das Filterhilfsmittel Alginit gebundenen organischen Stoffe durch Einwirkung elektrischer Felder zu entfernen. Interessant ist ein solches Verfahren für die Biotechnologie, die Lebensmitteltechnologie und -verfahrenstechnik, die Brauereitechnologie und die Klärung von Reaktionen mit Mikroorganismen (Pilzen, Bakterien) (z.B. Bierherstellung bzw. Weinherstellung), die Aufarbeitung von Reaktionsgemischen aus Enzymreaktionen oder die Wasseraufbereitung (Eliminierung organischer Verunreinigungen).

Description

Alginit als Beispiel für ein natürliches kerogenhaltiges Silikat-Carbonat-Material weist als Filtermaterial herausragende Eigenschaften auf. So ist er in der Lage, beispielsweise hormonelle Verunreinigungen aus Wasser bis zur Nachweisgrenze zu entfernen. Ferner eignet er sich als Filterhilfsmittel für biotechnologische Aufarbeitungsverfahren.
Die Erfindung gestattet es, die im Zuge des Filtrationsprozesses an das Filterhilfsmittel Alginit gebundenen organischen Stoffe durch Einwirkung elektrischer Felder zu entfernen.
Interessant ist ein solches Verfahren für die Biotechnologie, die Lebensmitteltechnologie und -verfahrenstechnik, die Brauereitechnologie und die Klärung von Reaktionen mit Mikroorganismen (Pilzen, Bakterien) (z. B. Bierherstellung bzw. Weinherstellung), die Aufarbeitung von Reaktionsgemischen aus Enzymreaktionen oder die Wasseraufbereitung (Eliminierung organischer Verunreinigungen).
Es gibt derzeit kein Verfahren, um verbrauchtes Alginit zu regenerieren. Auch für artifizielles kerogenhaltiges Silikat-Carbonat-Material ist ein solches Verfahren nicht bekannt. Eine thermische Behandlung bei Temperaturen > 1000°C wäre denkbar, würde aber die Struktur des Gesteins zerstören. Der CaCO₃-Anteil wird bei diesen Temperaturen in CaO umgewandelt, es bilden sich mit den Silikatanionen silikatische Spezies, sodaß das kerogenhaltige Silikat-Carbonat-Material weder regenerierbar wäre, noch als Bodenverbesserer eingesetzt werden könnte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Regeneration von kerogenhaltigem Silikat-Carbonat-Material bereitszustellen, unter Erhalt der typischen Eigenschaften. Unter Regeneration soll das Entfernen von organischen Rückständern verstanden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch Einsatz von elektrischen oder magnetischen Wechselfeldern oder Druckwechselfeldern Alginit enthält als natürliches kerogenhaltige Silikat-Carbonat-Material CaCO₃. Die Kristalle sind elektrisch polar. Elektrisch polare Kristalle sind Festkörper mit kovalenter oder ionischer Bindung und einer polaren Achse (in den Worten der Kristallographie „Abwesenheit eines Inversionszentrums”) bei denen sich unter Zufuhr von

• Wärme (pyroelektrisch)
• Druck (piezoelektrisch)

• elektrischen Feldern (ferroelektrisch, invers piezoelektrisch)

Die Energiezufuhr bzw. Änderung von Zustandsgrößen erzeugt auf diese Weise eine elektrische Spannung, der Kristall kann dadurch als Spannungsquelle aufgefaßt werden, so wie z. B. eine Batterie, mit Plus- und Minuspol. Durch Schließen des Stromkreises fließt ein elektrischer Strom. In Einheit mit einer Wegnahme der äußeren Einflüsse oder deren Rückstellung (Wärme, Druck, Elektrisches Feld) nehmen die Gitterbausteine der elektrisch polaren Kristalle wieder ihre Ausgangsposition ein und stehen für einen erneuten Zyklus zur Verfügung.
Dieser Strom kann genutzt werden, um die Kontaminanten vom Alginit zu entfernen oder zumindest in ihrer molekularen Struktur elektrochemisch soweit, zu verändern, daß von Ihnen keine Gefahr mehr für Umwelt bzw. Verbraucher ausgeht.
Es gibt bislang keine Hinweise darauf, daß das Kerogen im Alginit bzw. Silikat-Carbonat-Material mit oxidiert wird.
Das künstliche kerogenhaltige Carbonat-Silikat-Material wird bevorzugt dadurch erhalten, dass man

a.) zu einem silikathaltigen Material eine carbonathaltige Flüssigkeit und
b.) eine organische Komponente zugibt und
c.) das silikathaltige Material auf 250 bis 400°C erhitzt.

Optional wird das silikathaltige Material nach Zugabe der carbonathaltigen Flüssigkeit getrocknet wird, bevor die organische Komponente zugegeben wird. Die organische Komponente ist bevorzugt Zucker, sehr bevorzugt Saccharose ist, oder ein Protein, sehr bevorzugt Rindersereumalbumin. Wobei das organische Material wird durch die Erhitzung zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt wird. Als silikathaltiges Material wird bevorzugt Gasbeton und als carbonathaltige Flüssigkeit bevorzugt Kalkmilch eingesetzt. Vorzugsweise beträgt der carbonatische Anteil 5 bis 25%. Der organische Anteil liegt typischerweise bei bis zu 80%, bevorzugt aber bei 0,1 bis 25% und besonders bevorzugt bei 2 bis 10%. Die Herstelltemperaturen können bis zu 1000°C betragen, vorteilhafterweise werden aber 300 bis 400°C nicht überschritten. Die Körnung des zerkleinerten Materials liegt vorzugsweise bei < 2 mm, besonders bevorzugt bei > 100 μm. Der Salzgehalt ist bevorzugt unter 2%, bevorzugt unter 1%.

Claims

Verfahren zum Entfernen von organischen Rückständen aus natürlichem oder artifiziellem kerogenhaltigem Silikat-Carbonat-Material, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisches oder magnetisches Welchselfeld oder ein Druckwechselfeld angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Komponente entfernt oder chemisch verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaften des natürlichen oder artifiziellen kerogenhaltigen Silikat-Carbonat-Materials nicht verändert werden.
Verwendung eines elektrischen oder magnetischen Wechselfelds oder Druck Wechselfeldes zum Entfernen von organischen Rückständen aus natürlichem oder artifiziellem kerogenhaltigem Silikat-Carbonat-Material.