Nahrungsmittel für alle

Die Nachfrage an Nahrungsmitteln ist hoch und wird weiter wachsen. Damit steigt auch der Bedarf an Lösungen, um die Ausbeute zu steigern. Das bietet gute Marktchancen, aber auch Herausforderungen.

Nahrungsmittel für alle

Im Jahre 2050 werden laut neusten Prognosen 9,3 Milliarden Menschen auf der Erde leben. Sie alle müssen ernährt werden. Doch schon heute leiden 795 Millionen Menschen an Hunger und chronischer Unterernährung. Ohne Zweifel herrscht hier großer Handlungsbedarf und großes Potenzial.

Ein Maximum an Ertrag, um den Flächenbedarf pro Person zu reduzieren, sowie der Erhalt der Bodenfruchtbarkeit ist nur mit Einsatz von hoch entwickelten Züchtungen, Technologien, Pflanzenschutzmaßnahmen und einer dem Standort angepassten Pflanzenernährung möglich.

Hersteller von Düngemittel forschen aus diesem Grund kontinuierlich an der weiteren Verbesserung der Zusammensetzungen und Ausbeute. Zugleich ist es unerlässlich, diese kostengünstig und effizient zu produzieren. Denn nur so ist auch zukünftig die Produktion bezahlbarer Lebensmittel möglich.

Doch die kontinuierliche Optimierung der Prozesse ist eine Herausforderung.

Effizienz in der Düngemittelherstellung durch Qualität bei Prozesskatalysatoren

Effizienz in der Düngemittelherstellung durch Qualität bei Prozesskatalysatoren

Salpetersäure ist die Basis für die Herstellung von Ammoniumnidratdüngemittel und anderen komplexen Säuren. Für diesen Prozess werden als Prozesskatalysator zum Beispiel Platin-Netze eingesetzt. Um einen technisch, ökologisch und kommerziell effizienten Prozess garantieren zu können, ist die Qualität dieser Netze von großer Bedeutung.

Nur bei guter Qualität kann eine optimale Lebensdauer mit kontrollierbarer Standzeit und vor allem die benötigte Oxidationseffizienz erreicht werden. Deshalb lohnt es sich einen Partner mit langer Erfahrung und großer Expertise in der Herstellung von Katalysatoren zu wählen.

Intelligente Materialkombinationen erzielen Erfolge

Unter den stark oxidierenden Bedingungen des Ostwald-Verfahrens bilden sich beträchtliche Mengen flüchtiger Platinoxide, hauptsächlich Platindioxid, die vom Gasstrom mitgerissen werden und über die typischen Einsatzzeiten von mehreren Monaten zu hohen Edelmetallverlusten führen können. Moderne Katalysatorsysteme bestehen aus einer Kombination des eigentlichen Katalysatornetzes und den darunterliegenden Fangnetzen für flüchtiges Platinoxid. Dadurch lassen sich die Abdampfverluste erheblich reduzieren und enorme Einsparungen bei der Neubeschaffung von Edelmetall erzielen.

Weitere nachgeschaltete Katalysatorsysteme ermöglichen die Emissionsminderung des Treibhausgases Lachgas, das beim Ostwald-Verfahren als unerwünschtes Nebenprodukt entsteht. Hierzu werden sogenannte Sekundärkatalysatoren auf edelmetallhaltiger oder -freier Basis eingesetzt, die das Lachgas weitestgehend zersetzen.

Durch eine Reduzierung von N2O-Emissionen profitieren Unternehmen nachhaltig. Das eingesparte Treibhausgas kann in Zertifikaten gehandelt oder für andere klimarelevante Prozesse eingesetzt werden. Lesen Sie mehr dazu im Kyoto-Protokoll

Kontinuierliche und langfristige Zusammenarbeit als Erfolgsfaktor

Kontinuierliche und langfristige Zusammenarbeit als Erfolgsfaktor

Dabei besteht die Optimierung selten aus nur einem Schritt. Aus jeder Kampagne ergeben sich wieder Erkenntnisse, die in die weitere Optimierung einfließen können. Deshalb endet das Geschäft bei einem guten Lieferanten nicht schon mit dem Verkauf des Produktes, sondern geht in eine partnerschaftliche Zusammenarbeit für eine weitere Optimierung über.

Die Beratung im Nachgang und eine kritische Überprüfung der Prozessparameter sind ebenso wichtig wie die Begleitung des Einbaus und die Vorbereitung des initialen Einsatzes in einer Anlage. Dafür muss der technische Support beim Kunden vor Ort zur Verfügung stehen.

Wussten Sie schon...?

Bei dem von Wilhelm Ostwald 1902 patentierten Verfahren der katalytischen Oxidation von Ammoniak zur großtechnischen Herstellung von Salpetersäure (HNO3) wird Ammoniak mit überschüssiger Luft in Gegenwart eines Platin-Rhodium-Netzkatalysators bei 800-950 °C in rascher Reaktion zu Wasser und Stickstoffmonoxid (NO) verbrannt. Während der Abkühlung in Wärmetauschern setzt sich das Stickoxid in einem zweiten Reaktionsschritt bei Temperaturen <50 °C mit noch vorhandenem sowie zusätzlich zugeführtem Sauerstoff zu Stickstoffdioxid (NO2) um, das bei weiterer Abkühlung zum Teil zu Distickstofftetroxid (N2O4) dimerisiert. Durch Zufuhr von Wasser wird das Gemisch aus NO2 und N2O4 in Rieseltürmen unter Druck zunächst in Salpetersäure überführt.

Durch die Neutralisation von Ammoniak mit Salpetersäure entsteht Ammoniumnitrat (NH4NO3), welches ein Hauptbestandteil vieler Düngemittel darstellt.

Zu Beginn der großindustriellen Produktion wurden ausschließlich gewebte Netze aus feinem Platindraht als Katalysator eingesetzt. In modernen Anlagen haben sich gewirkte oder gestrickte Netze mit einer Platin-Rhodium-Legierung (PtRh5) als Standard durchgesetzt. Diese zeichnen sich im Besonderen durch eine hohe Selektivität sowie Standzeit aus.

Erfahrung im Upscaling als weiterer Faktor für einen hohen Wirkungsgrad

Erfahrung im Upscaling als weiterer Faktor für einen hohen Wirkungsgrad

Neben der angepassten Pflanzenernährung ist der Schutz der Pflanzen und Pflanzenerzeugnisse unerlässlich. Deshalb benötigt die Landwirtschaft nicht nur Düngemittel sondern auch Pflanzenschutzmittel. Für ihre Herstellung kommen Prozesskatalysatoren zum Einsatz.

Technische Universitäten und agrochemische Unternehmen sind täglich damit beschäftigt bessere und effizientere Produkte zu entwickeln. Ein erfahrener Partner auf dem Sektor der Prozesschemie kann hierbei von wesentlichem Vorteil sein. Er kann für einen vorgegebenen Prozessschritt den richtigen Katalysator empfehlen oder auch zusammen mit dem Kunden diesen entwickeln.

Die eigentliche Herausforderung ist aber die Überführung einer neuen Rezeptur in die Massenproduktion. Dafür braucht es das Knowhow von Spezialisten. Deshalb lohnt es sich, für diese Aufgabe auf einen Experten zurückzugreifen, der die nötige Erfahrung speziell für die Katalyse in den verschiedenen Produktionsprozessen einbringen kann. Denn je nach produziertem Material sind die Anforderungen unterschiedlich. Eine breite Erfahrung ist deshalb gerade für das Herausholen der letzten Prozente im Wirkungsgrad von entscheidender Bedeutung.

Ein Partner mit vielfältiger Erfahrung in Chemie, Prozessen und entsprechender Ausstattung ist hier die Lösung. Ebenso ist ein Fachmann mit soliden Finanzen von Vorteil, der auch in die Forschung investieren kann. Darüber hinaus ist besonders bei patentrelevanten Prozessen der Hintergrund des Partners von Bedeutung. Ist der Einblick in vertrauliche Prozesse zur Optimierung notwendig, möchte man diese natürlich ungern einem potentiellen Konkurrenten anvertrauen.

Neue Geschäfte durch neue Ideen in der Lebensmittelproduktion

Neue Geschäfte durch neue Ideen in der Lebensmittelproduktion

Auch wenn Düngemittel für die Lebensmittelproduktion von entscheidender Bedeutung sind, gibt es noch weitere Ansätze, um eine flächendeckende Welternährung zu gewährleisten. Es steckt viel Potential für neue Geschäfte und innovativen Ideen zur nachhaltigen Lebensmittelproduktion.

Tomaten beispielsweise wachsen schneller, wenn die Luft im Gewächshaus mit CO2 angereichert wird. CO2 ist in Abgasen von Verbrennungsprozessen, zum Beispiel durch die Beheizung von Gewächshäusern, im Überfluss vorhanden. Für den Einsatz muss das Gas lediglich gereinigt werden. Letztendlich wächst in der Lebensmittelindustrie der Bedarf an CO2 höchster Reinheit sowie einer N2O-Reduktion.

Solche intelligenten Konzepte haben nicht nur den Vorteil, dass Lebensmittel effizienter produziert werden. Wenn die richtigen Ideen konsequent umgesetzt werden, können auch Vorteile auf einer ganz anderen Ebene erzielt werden.

Full Service Partner für mehr Effizienz in den angrenzenden Prozessen

Überall, wo Prozesskatalysatoren eingesetzt werden, wird nach der Standzeit das darin enthaltene Edelmetall recycelt. Vor allem, um die Werte wiederzugewinnen und dem Cashflow wieder zuzuführen. Wenn der Katalysator und das Recycling mit einem einzigen Partner abgewickelt werden können, lassen sich die Prozesse mit intelligenten Finanzierungsmodellen kombinieren. Das bietet handfeste Vorteile, weil der neue Katalysator bereits im Einsatz sein muss, wenn sich das verbrauchte Material in der Aufbereitung befindet.

Auch die Beschaffung der Rohstoffe ist von großer Bedeutung. Hier spielt der gesicherte Zugang zu den Rohstoffen ordentlicher Herkunft eine Rolle. In Zeiten strenger werdender Regeln ist der lückenlose Nachweis entsprechender Zertifikate notwendig. Ein Partner mit einem guten Trackrecord und viel Knowhow hilft die Anforderungen mit vertretbarem Aufwand abzudecken.

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