Torrefizierung

Torrefizierung, auch Torrefikation (von lateinisch „torrere“ = rösten, dörren) bezeichnet die thermische Behandlung von Biomasse ohne Luftzutritt, was zu einer pyrolytischen Zersetzung und Trocknung führt. Das Verfahren wird bei 250 °C bis 300 °C durchgeführt, einer für die Pyrolyse relativ niedrigen Temperatur. Ziel ist, ähnlich wie bei einer Verkokung, die Erhöhung der massen- und volumenbezogenen Energiedichte und damit des Heizwerts des Rohmaterials, eine Steigerung der Transportwürdigkeit oder eine Reduzierung des Aufwands bei einem nachfolgenden Zermahlen von Biomasse.

Torrefikation kommt außerdem beim Mälzen zum Einsatz. Ziel ist die schonende Modifikation bestimmter Kornbestandteile für ein süßliches und brotartiges Aroma.

Durchführung und Produkt

In dem rund 15 bis 120 Minuten dauernden Prozess wird Biomasse, meist Holz, zunächst vorgetrocknet und aufgeheizt, dann erfolgt eine teilweise pyrolytische Zersetzung unter Freisetzung von Wasser, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und organischen Säuren.

Durch Torrefizierung wird ein stabiler Wassergehalt von nur 3 % erreicht, die Masse wird um rund 30 % verringert, während der Energiegehalt nur um etwa 10 % abnimmt und Rauch erzeugende Stoffe (also Stoffe, die eher unvollständig u. a. zu Ruß verbrennen würden) entfernt werden. Der Heizwert des schwarzen, krümeligen Produkts liegt bei 19,9 bis 22,7 MJ/kg (grünes, wasserhaltiges Holz hat 10,5–17,7 MJ/kg).^[1] Die Energie, die durch Erhöhung des Heizwerts „gewonnen“ wird, wird aber zum Verdampfen des enthaltenen Wassers im Prozess benötigt. Das erhaltene Produkt kann leicht zu Pellets gepresst oder weiter zerkleinert werden.

Beim Mälzen von Getreide wird Gerste oder vornehmlich Weizen in Form einer milden Pyrolyse bis zu 260 °C gedörrt, ohne dass β-Glukane gebildet werden. Alternativ spricht man auch von gepoppten oder getoasteten Getreide. Bei diesem speziellen Röstprozess wird das den Samenkern umgebende Nährgewebe, der Endosperm, zur Ausdehnung und zum Platzen gebracht, ohne dass der innenliegende Mehlkörper gekocht wird.^[2]

Einsatz

Das Verfahren kommt zum Einsatz bei biogenen Festbrennstoffen, aber auch als Methode zur Produktion von witterungsresistentem thermisch modifiziertem Holz für Konstruktionszwecke. Die durch Torrefikation gewonnenen Pellets sind auch ein idealer Zusatzbrennstoff für Kraftwerke mit Kohlenstaubfeuerungen oder für Heizkessel, welche die Kondensationsenthalpie (früher auch latente Wärme genannt) der im Abgas enthaltenen kondensierbaren Bestandteile, insbesondere die Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs nicht nutzen, die also keine Brennwertkessel sind.

Im Brauwesen sind torrifizierte Spezialmalze unter dem Begriff "Torrified" im Handel. Sie kommen bevorzugt in englischen und amerikanischen Bierstilen zum Einsatz.^[3]

Literatur

• Martin Kaltschmitt, Hans Hartmann, Hermann Hofbauer (Hrsg.): Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2. Auflage. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-85094-6.
• James R. Arcate: Torrefied Wood, an Enhanced Wood Fuel. Vortrag auf der Bioenergy 2002 in Boise, Idaho/USA, 22.–26. September 2002.
• P. C. A. Bergman u. a.: Torrefaction for biomass co-firing in existing coal-fired power stations. (PDF; 1,8 MB), ECN, Utrecht 2005.
• Andreas Ohliger: Experimentelle und theoretische Untersuchung der Torrefizierung von Buchenholz (PDF; 35,4 MB), Dissertation, RWTH Aachen, 2015.

Einzelnachweise

1. M. Kaltschmitt, H. Hartmann, H. Hofbauer (Hrsg.): Energie aus Biomasse. Grundlagen, Techniken und Verfahren. 2. Auflage. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-540-85094-6, S. 708.
2. Ludwig Narziß, Werner Back: Die Bierbrauerei. 8. Auflage. Band 2: Die Technologie der Würzebereitung. Wiley-VCH, Weinheim 2009, ISBN 978-3-527-32533-7, S. 25 (792 S.).
3. Britisches Bitter - hobbybrauer.de. Abgerufen am 27. Januar 2021.