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Seit Januar betreibt Evonik im indischen Dombivli eine Pilotanlage zum Scale-up von Hydrierkatalysatoren für Öle und Fette. Am Produktionsstandort gibt es ein eigenes Labor für Forschung und Entwicklung für drei Produktgruppen von Evonik Catalysts: Edelmetall-Pulverkatalysatoren, aktivierte Metallkatalysatoren sowie Öl- und Fettkatalysatoren.

Meldung

Evonik: Pilotanlage für Hydrierkatalysatoren

Seit Januar betreibt Evonik im indischen Dombivli eine Pilotanlage zum Scale-up von Hydrierkatalysatoren für Öle und Fette. Am Produktionsstandort gibt es ein eigenes Labor für Forschung und Entwicklung für drei Produktgruppen von Evonik Catalysts: Edelmetall-Pulverkatalysatoren, aktivierte Meta...

Ein Wasserfilter im Gerät schützt nicht vor regelmäßigem Entkalken.
In meiner Küche steht das Mittelklassemodell eines Kaffeevollautomaten. Es kocht guten Kaffee, aber es ist nicht nur in der Anschaffung teuer, sondern auch im Betrieb. Man benötigt außer Kaffeebohnen:<list list-type="simple"><list-item></list-item></list>spezielle Reinigungstabletten für den „mediumberührten“ Teil, also den, durch den der Kaffee fließt,<list-item>spezielle Reiniger für das Milchsystem, in dem sich sonst Milchstein aufbaut,</list-item><list-item>Wasserenthärterpatronen für 500 Tassen zu 14,99 Euro das Stück, die verhindern sollen, dass die Maschine verkalkt, und angeblich schmeckt Kaffee aus gefiltertem Wasser ja auch besser,</list-item><list-item>und trotzdem gelegentlich spezielle Entkalkertabletten.</list-item>Das Ganze hat zwei unangenehme Folgen: Erstens muss man sich von gewissen Menschen – die beim Wuseln, Putzen und Programmieren der Maschine zusehen – anhören, eine Pressstempelkanne hätte viel Ärger und Geld erspart und letzteres hätte man spenden können; und zweitens nagende Zweifel, ob hier nicht jemand am Verbrauchsmaterial übermäßig verdient und einen, kurz gesagt, über den Tisch zieht.Mein besonderer Verdacht gilt dem niedlichen, kleinen Filterpatrönchen; es hat einen Namen wie eine chinesische Ballerina und eine Größe, bei der ich mich frage, wie es mit der kaffeesüchtigen Generation X oder der von Latte Macchiato angetriebenen Generation Z mitkommt, falls eine dieser Gruppen sich in meinem Haus versammelt. Das Schlagwort heißt „hydraulische Belastung“.<h2>Ionenaustauscher</h2>Ein Ionenaustauscher ist eine Feststoffsäure oder -base. Das poröse Polymerpartikel trägt saure oder alkalische Gruppen über seine äußere und innere Oberfläche verteilt. Zum Wasserenthärten dient ein Kationenaustauscher in seiner Natriumform. Die wichtigste Kenngröße eines solchen Materials (vorausgesetzt, es ist chemisch für den Anwendungsfall geeignet) ist die Austauschkapazität, angegeben in meq · mL–1. Sie besagt, wie viele Milliäquivalente eines Ions das Harz pro cm³ der Schüttung austauschen kann. Ein typischer Wert für ein gutes Material ist 4 meq · mL–1, einfachere – und dann auch deutlich preiswertere – Materialien haben gelegentlich weniger als 2 meq · mL–1.<h2>Hydraulische Belastung</h2>„Enthärten“ bedeutet: Ca- und Mg-Ionen aus dem Wasser werden gegen Natrium ausgetauscht, mit dem der frische Ionenaustauscher beladen ist.Dieser Vorgang findet nicht augenblicklich statt: Die Ionen müssen in die Tiefe diffundieren und die ausgetauschten Ionen wieder herausdiffundieren. Als Folge lässt sich ein Ionenaustauscher nicht beliebig schnell mit Wasser durchspülen. Es gibt eine Maximalgeschwindigkeit, die maximale hydraulische Belastung: Wenn ein Wasserfilter 1 L Austauscherharz enthält und die maximale hydraulische Belastung mit 10 Bettvolumina pro Stunde (BV · h–1) angegeben ist, dann bedeutet das, dass sich mit dem Filter maximal 10 L Wasser pro Stunde mit der angegebenen Spezifikation filtrieren lassen. Typische Werte liegen bei 12 bis 15 BV · h–1.<h2>Kann die Patrone das schaffen?</h2>Da ich einen hochqualifizierten Modellbauer mit vollständig ausgestatteter Werkstatt im Hause habe, bat ich denselben, eine gebrauchte Filterpatrone aufzusägen (Abbildung). Ursprünglich enthielt die Patrone wahrscheinlich eine kleine Schicht Aktivkohle an der Eintrittsseite (rechts im Bild) und darüber das Harz. Im Betrieb haben sich die Partikelsorten vermischt.Die Patrone steckt aufrecht im Wassertank, das Wasser wird seitlich unten angesaugt (dort ist der Boden gitterförmig, was auf dem Bild nicht gut zu sehen ist). Es strömt von unten nach oben durch die Schüttung und gelangt durch eine kleine Kunststofffritte (ein Filter, der aus lose zusammengebackenen Kügelchen besteht) in das mittige Ansaugrohr. Von dort aus wird es in die Maschine gepumpt.Das Volumen der Schüttung habe ich durch Ausmessen bestimmt. Großzügig gerechnet enthält die Patrone 150 mL Harz (Kasten).Die Patrone ist also ausreichend groß ausgelegt, um Wasser für 500 Tassen zu enthärten – vorausgesetzt, sie enthält hochwertiges Harz. Harz mit einer Austauschkapazität von 4 meq · mL–1 kostet zirka 400 Euro pro Liter. Es kann also, selbst bei großzügigem Wiederverkäuferrabatt, nicht enthalten sein. Eher schafft die Maschine 250 Tassen; oder 500 Tassen, von denen dann die Mehrzahl Espresso sein sollte.Ein weiteres Problem ist, dass die Enthärterpatrone nicht schnell genug arbeiten kann: Wenn Kaffee für mehrere Personen nacheinander gebrüht wird, wenn Milch geschäumt und Teewasser erhitzt wird, dann ist die erste Portion davon enthärtet, der Rest jedoch gelangt im Vollbesitz seiner Härtebildner in den vor sich hin verkalkenden Heißwasserbereiter und in den Kaffee (letzteres stört wohl nicht).<h2>Der Service</h2>Mit der äußerst knappkantigen Auslegung des Enthärters ist denn auch das Gespräch zu erklären, das ich mit einem Servicetechniker geführt habe. Die Garantie für die Maschine war gerade erloschen, als sie aufhörte zu funktionieren und in die Werkstatt gebracht wurde.Servicetechniker: „Der Boiler war total verkalkt. Haben Sie die Maschine denn nie entkalkt?“Ich: „Nein, ich habe sie mit der Enthärterpatrone betrieben. Im Handbuch steht, dann müsse man nicht entkalken.“Servicetechniker: „Ahem … äh … jaaa … das steht da, aber es stimmt nicht. Aus unserer Erfahrung heraus schaffen die Patronen das nicht. Sie müssen trotzdem alle paar Wochen einmal entkalken.“Bei genauem Nachlesen steht übrigens in der Anleitung: Bei Betrieb mit Filterpatrone „erhalten Sie keine Aufforderung zum Entkalken“ (wie das ohne Patrone passiert). Das ist tatsächlich nicht das Gleiche wie man müsse nicht entkalken.Ich bin seitdem dem Rat des Technikers gefolgt und entkalke alle paar Wochen. Weil die Alternative, nur noch Espresso oder nur noch alleine Kaffee zu trinken – nicht mehr als eine Tasse in sechs Minuten – oder im Besuchsfall alle mit löslichem Kaffee abzuspeisen, mir auch nicht gefällt.<figure><img src="https://media.graphcms.com/mcF6aTE0SZaowJCJF4ae"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Aufgesägte Filterpatrone mit Granulat aus meinem Kaffee-Vollautomaten. Foto: Arnold</figcaption></figure>
<h2>INFO: Ionenaustauscher berechnen</h2>Bettvolumen Harz: 150 cm³Spezifische Austauschkapazität (angenommen): 4 meq · mL–1Gesamte Austauschkapazität des Harzes: 150 cm³ · 4 meq · mL–1 = 600 meqKaffeedurchsatz (maximal nach Stoppuhr): 200 cm³ · min–1 = 12 L · h–1Hydraulische Belastbarkeit des Harzes (angenommen): 13 BV · h–1 = 1,95 L · h–1 oder 1 Tasse alle 6 MinutenWasserhärte (regional bei mir, in der Maschine einzustellen): 16 °d. H. = 5,712 meq · L–1Gesamtmenge Härtebildner in 500 Tassen: 500 Tassen · 0,2 L · Tasse–1 · 5,712 meq · L–1 = 571,2 meq<figure><img src="https://media.graphcms.com/vghzk2QYSQGG6QJV40xx"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Foto: Orlando Bellini/Adobe Stock</figcaption></figure>
<h2>Die Autorin</h2>Claudia Arnold unterstützt Firmen mit chemisch-technischem Wissen. In einem Blog zu Zeolithen, Chemie in der Abluft, zu Tools und Datenquellen aus dem Internet vermittelt sie gerne auch ihre Meinung. Sie promovierte in Hannover in Chemie. <a href="https://www.arnold-chemie.de" target="_blank">www.arnold-chemie.de</a> Einige Angaben für diesen Beitrag lieferte die promovierte Chemikerin Petra Lauxmann-Melchinger.<div><img src="https://media.graphcms.com/qv8SU1aqTBabZt5sd7EG">

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