Kaliumdünger aus Gülle – LEWA-Preis 2014 für herausragende Dissertation verliehen

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Stefan Glasmeyer (l.), Geschäftsführer der LEWA GmbH, zeichnet Daniel Frank mit dem LEWA-Preis aus. (Foto: © Fraunhofer IGB)

Stuttgart — Für seine herausragende Dissertation am Institut für Grenzflächen-Verfahrenstechnik und Plasmatechnologie IGVP der Universität Stuttgart hat Daniel Frank den diesjährigen mit 2.000 Euro dotierten LEWA-Preis erhalten. Mit dem Preis würdigt das Leonberger Unternehmen LEWA herausragende Dissertationen an der Universität Stuttgart im Bereich der Verfahrenstechnik. Seine grundlegenden Untersuchungen zur Fällung eines Kaliumphosphatdüngers aus Gülle setzt der Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB mit der Entwicklung einer Pilotanlage fort.

In seiner Doktorarbeit mit dem Titel „Experimentelle Untersuchung und Modellierung der Fällung von Kalium-Magnesium-Phosphat“ untersuchte der angehende Wissenschaftler, wie sich der Nährstoff Kalium, der über das Futter von Nutztieren mit deren Ausscheidungen in die Gülle gelangt, als konzentrierter Dünger zurückgewinnen lässt.

Ein optimiertes Fällungsverfahren

Gülle enthält neben Stickstoff und Phosphor auch größere Mengen an Kalium. Das Mineral unterstützt die Photosynthese der Pflanzen und macht sie resistenter gegen Umwelteinflüsse. Darüber hinaus wird Kalium eine schädlingsbekämpfende Wirkung zugeschrieben, sodass die Rückgewinnung eines kaliumhaltigen Düngers wie Kalium-Magnesium-Phosphat aus landwirtschaftlichen Reststoffen auch wirtschaftlich interessant ist. Ein optimiertes Fällungsverfahren für Kalium-Magnesium-Phosphat (KMP) existierte bislang jedoch nicht. Das Düngemittel, das die Nährstoffe wegen seiner geringen Wasserlöslichkeit nur langsam freisetzt, kann direkt – ohne weitere Aufbereitung – in der Landwirtschaft eingesetzt werden.

„Ziel meiner Dissertation war es daher, die KMP-Fällung mit einer thermodynamischen und einer kinetischen Modellierung zu simulieren, um anhand von Löslichkeitsmodell und -gleichungen Einflussfaktoren wie pH-Wert, Konzentration der zu fällenden Ionen, Reaktionsdauer und -temperatur zu bestimmen und anschließend im Labor gezielt steuern zu können“, erläutert Daniel Frank.

Transfer in die Praxis

„Die Dissertation lieferte wichtige Grundlagen, auf denen Daniel Frank heute als Wissenschaftler am Fraunhofer IGB in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt eine Pilotanlage für einen kontinuierlichen Fällungsprozess für KMP entwickelt“, beschreibt Professor Thomas Hirth, der das IGVP und das Fraunhofer IGB in Personalunion leitet. Die Anlage wird derzeit bei einem Industriepartner getestet. Im Anschluss an diese Arbeiten soll eine geeignete Ausbringungsform für die landwirtschaftliche Nutzung des Materials entwickelt werden.

Die Dissertation zum Thema „Experimentelle Untersuchung und Modellierung der Fällung von Kalium-Magnesium-Phosphat“ kann im Fraunhofer-Bookshop unter verlag.fraunhofer.de bestellt werden.

Quelle: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB