Herstellung der Pflanzenkohle
im Kon-Tiki
Eine Anleitung in wenigen Schritten
Step 1
Das Kon-Tiki
Als Kon-Tiki kann man eine einfache Grube verwenden, um Pflanzenkohle herzustellen. Es handelt sich dabei um ein kegelförmiges Erdloch, in dem Biomasse schichtweise verbrannt wird. Durch den speziellen Aufbau und die kontrollierte Sauerstoffzufuhr wird eine Pyrolyse erzeugt, bei der die Biomasse nur teilweise verbrennt und zu Pflanzenkohle umgewandelt wird. Das Kon-Tiki-Verfahren ist kostengünstig und eignet sich besonders für Kleinbauern oder Gemeinschaften, die ohne industrielle Anlagen Pflanzenkohle herstellen möchten.
Das Brennmaterial
Für die Herstellung von Pflanzenkohle wird organische Biomasse wie Holz, Stroh, Schalenreste, Laub oder landwirtschaftliche Abfälle verwendet. Wichtig ist, dass das Material möglichst trocken und gleichmäßig dick ist, da dies eine gleichmäßige Verbrennung und optimale Pyrolyse ermöglicht. Eine einheitliche Dicke der Biomasse-schichten fördert eine konstante Temperaturverteilung im Brennraum und verhindert unvollständige Verkohlung oder das Entstehen von Asche statt Kohle.
WICHTIG
Verwenden Sie kein Holz, das mit Pestiziden stark belastet ist.
Schadstoffe werden evtl. nicht vollständig verbrannt und gelangen dann wieder in den Boden.
Frage: Kann man pestizidbehandelte Äste verwenden:
Antwort:
Ja, es ist grundsätzlich möglich, Äste von Bäumen, die mit Pestiziden behandelt wurden, im Kon-Tiki-Ofen zu Pflanzenkohle zu verarbeiten. Die Pyrolyse, die bei der Pflanzenkohleherstellung abläuft, findet bei hohen Temperaturen (in der Regel zwischen 400 und 700 °C) unter Sauerstoffmangel statt. Diese hohen Temperaturen führen dazu, dass organische Verbindungen, einschließlich Pestizide, weitgehend abgebaut oder zerstört werden.
Allerdings gibt es einige wichtige Überlegungen:
1. Abbau von Pestiziden
- Viele Pestizide zersetzen sich bei den hohen Temperaturen der Pyrolyse. Bei Temperaturen über 500 °C werden die meisten chemischen Verbindungen, die in Pestiziden enthalten sind, zerstört. Dies bedeutet, dass Rückstände von Pestiziden nach dem Herstellungsprozess in der Pflanzenkohle stark reduziert sind.
- Dennoch kann es vorkommen, dass einige schwer abbaubare oder langlebige Pestizidrückstände übrig bleiben, vor allem, wenn die Temperaturen nicht hoch genug sind oder wenn die Pyrolyse nicht vollständig ist.
2. Sicherheitsbedenken
- Wenn du Äste von stark pestizidbehandelten Bäumen verwendest, besteht die Möglichkeit, dass giftige Gase während des Pyrolyseprozesses freigesetzt werden. Es ist wichtig, den Kon-Tiki in einer gut belüfteten Umgebung zu betreiben, um sicherzustellen, dass keine schädlichen Dämpfe eingeatmet werden.
- Falls du unsicher über die genaue Zusammensetzung der Pestizide bist, könnte es sinnvoll sein, alternative Biomassen zu verwenden, die nicht chemisch behandelt wurden, um das Risiko zu minimieren.
3. Qualität der Pflanzenkohle
- Die Verwendung von pestizidbelastetem Holz könnte theoretisch die Qualität der Pflanzenkohle beeinträchtigen, insbesondere wenn Rückstände nicht vollständig abgebaut werden. Das kann zu geringfügigen Verunreinigungen führen, die sich negativ auf die Bodenqualität auswirken könnten.
- Tests und Untersuchungen der Pflanzenkohle könnten Aufschluss darüber geben, ob Pestizidrückstände nach der Pyrolyse vorhanden sind.
Fazit:
- Die Pyrolyse im Kon-Tiki-Ofen bei hohen Temperaturen zerstört die meisten Pestizide.
- Dennoch sollte die Herstellung in gut belüfteten Bereichen stattfinden, um potenziell schädliche Dämpfe zu vermeiden.
- Wenn du ganz sicher gehen möchtest, wäre es besser, unbehandeltes Holz zu verwenden, um eine möglichst reine Pflanzenkohle zu erhalten.
Zusätzliche Tests oder eine Analyse der Pflanzenkohle könnten hilfreich sein, um sicherzustellen, dass keine schädlichen Rückstände zurückbleiben.
Step 2
Step 3
Richtig verbrennen
Beim Brennvorgang wird das gleichmäßig dicke, trockene Biomaterial schichtweise in die kegelförmige Grube (Kontiki) gefüllt und entzündet.
Durch die konische Form und die begrenzte Sauerstoffzufuhr verbrennt jede Schicht nur teilweise und verkohlt dabei. Sobald eine Schicht zu Glut geworden ist, wird eine neue, gleich dicke Schicht Biomasse darübergelegt.
Dieser Schichtaufbau sorgt für eine kontrollierte Pyrolyse, bei der das Material langsam und gleichmäßig zu Pflanzenkohle wird, ohne vollständig zu Asche zu verbrennen.
WICHTIG
Die Verbrennung muss schichtweise, also in vielen Lagen stattfinden, da sonst der Brennvorgang nicht sauber ist und das Material evtl. verbrennt und nicht verkohlt.
INFO
Wenn die Verbrennung, also das schichtweise Verbrennen, richtig gemacht wird, dann entsteht bei der Verbrennung kein Rauch. Das Feuer qualmt nicht, wie auf dem Bild (links) zu sehen.
Ablöschen
Nach dem Brennvorgang wird die glühende Pflanzenkohle im Kontiki mit Wasser von unten abgelöscht. Dieser Schritt ist wichtig, denn er stoppt die Verbrennung sofort und kühlt die Kohle ab, wodurch verhindert wird, dass sie zu Asche weiter verbrennt.
Das Ablöschen bindet außerdem Feuchtigkeit in der Kohle, wodurch sie später leichter in den Boden eingearbeitet werden kann.
INFO
Für ein Kon-Tiki dieser Größe werden ca.50 bis 100 Liter Wasser benötigt.
Am besten eignet sich ein Schlauch, mit dem man das Wasser zuerst an den Seiten ins Kon-Tiki leitet.
Step 4
Step 5
Zerkleinern
Nach der Herstellung wird die Pflanzenkohle zerkleinert, sodass die Kohlestücke eine optimale Größe von etwa 1 bis 10 Millimetern erreichen.
Diese feine Körnung sorgt dafür, dass die Kohle besser in den Boden eingearbeitet werden kann und eine größere Oberfläche bietet.
Die Oberfläche ist wichtig, da sie Nährstoffe, Wasser und Mikroorganismen besser aufnehmen und speichern kann, was die Bodenfruchtbarkeit und den Wasserhaushalt deutlich verbessert.
Eine gibt verschiedene Möglichkeiten, sie zu zerkleinern-
- mit einem Mörser und Stößel zu zermahlen – das ist besonders praktisch für kleinere Mengen. Wer größere Mengen hat, kann die Kohle
- in einen stabilen Sack füllen und mit einem Hammer oder einem schweren Gegenstand darauf schlagen, bis sie die gewünschte Größe hat. Manche nutzen auch
- Gartenhäcksler oder spezielle Kohlebrecher, um sich die Arbeit zu erleichtern.
- Man kann 2 Bretter nehmen und mit einem Hammer draufschlagen.
- Man kann die Kohle auf einem festen Untergrund verteilen und mit dem Auto drüberfahren.
Bitte achten ‚Sie auf die eigene Sicherheit! Eine Schutzbrille und eine Staubmaske zu tragen, ist sinnvoll, damit man keine feinen Partikel einatmet oder in die Augen bekommt.
INFO
Bitte achten Sie auf die eigene Sicherheit! Eine Schutzbrille und eine Staubmaske zu tragen, ist sinnvoll, damit man keine feinen Partikel einatmet oder in die Augen bekommt.
Aktivieren der Pflanzenkohle
Die Aktivierung von Pflanzenkohle nach der Herstellung im Kon-Tiki ist ein entscheidender Schritt, um ihre Wirksamkeit als Bodenverbesserer zu steigern.
Ohne Aktivierung würde die Kohle zunächst Nährstoffe aus dem Boden binden und den Pflanzen entziehen.
Durch die Aktivierung werden die Poren der Kohle geöffnet, wodurch sie Nährstoffe und Mikroorganismen besser aufnehmen kann. Ein effektiver Ansatz zur Aktivierung besteht darin, die frisch produzierte Pflanzenkohle mit nährstoffreichen Flüssigkeiten wie Komposttee oder verdünnter Gülle zu vermengen. Anschließend sollte die Mischung einige Wochen ruhen, damit die Kohle die Nährstoffe absorbieren kann. Während dieses Prozesses siedeln sich auch nützliche Mikroorganismen in den Poren der Kohle an, was ihre positive Wirkung auf den Boden zusätzlich verstärkt.
Möglichkeiten zur Aktivierung und Mengenverhältnisse:
1. Mit Mist oder Gülle:
Pflanzenkohle wird in einem Verhältnis von 1:1 mit Hühnermist, Ziegen- oder Schafsmist gemischt und mindestens eine Woche gelagert.
In dieser Zeit saugt sie organische Nährstoffe auf und nimmt Mikroorganismen aus dem Mist auf.
2. Mit Nährlösungen
Pflanzenkohle kann in Flüssigdünger oder Komposttee (z.B. Brennesseljauche) eingelegt werden.
Ein Mischverhältnis von 1 Teil Kohle zu 2 Teilen Nährlösung ist dabei üblich. Die Kohle sollte einige Tage einweichen, um die Nährstoffe vollständig aufzunehmen.
3. Mikrobenfermentation:
Hier wird die Kohle mit Effektiven Mikroorganismen (EM) behandelt. Dafür mischt man 1 kg Pflanzenkohle mit ca. 2 Litern EM-Lösung und lässt die Mischung für einige Tage fermentieren, um eine gute Besiedelung mit Mikroorganismen zu gewährleisten.
4. Durch Kompostierung:
Pflanzenkohle wird zu etwa 10-20 % des Volumens in den Kompost gemischt. Während des Kompostierungsprozesses nimmt sie Nährstoffe und Mikroorganismen auf.
Durch die Aktivierung ist die Pflanzenkohle sofort bereit, die Bodenstruktur und Nährstoffspeicherung zu verbessern.
Step 6
Step 5
In den Boden einbringen
Olivenhain
Verteilen Sie die aktivierte Pflanzenkohle (etwa 5–10 % des Bodenvolumens) rund um die Bäume in den Wurzelbereich. Anschließend leicht in die oberste Bodenschicht (5–10 cm tief) einarbeiten und mit Mulch oder Kompost bedecken. Dies verbessert die Wasserhaltekapazität, fördert das Bodenleben und sorgt für langfristig fruchtbaren Boden.
Gemüsebeet
Mischen Sie die aktivierte Pflanzenkohle im Verhältnis 10–20 % mit Kompost oder gut verrottetem Mist. Arbeiten Sie sie dann gleichmäßig in die obersten 10–20 cm des Beetes ein. Pflanzenkohle verbessert die Bodenstruktur, speichert Nährstoffe und Feuchtigkeit und fördert ein gesundes Pflanzenwachstum. Besonders bei humusarmen oder sandigen Böden zeigt sich eine deutliche Verbesserung der Erträge.
Alternative Herstellungsverfahren für Pflanzenkohle
Für die Landwirtschaft gibt es verschiedene Methoden zur Herstellung von Pflanzenkohle, die in Bezug auf Kosten und Aufwand variieren.
Hier ist eine Übersicht, von den kostengünstigsten und einfachsten Methoden bis hin zu den aufwändigeren und teureren Verfahren:
- Kon-Tiki-Gruben €
Einfach und kostengünstig: In konisch geformten Gruben wird Biomasse bei reduzierter Sauerstoffzufuhr verbrannt. Dies ist eine einfache Methode, die wenig Technologie benötigt und lokal in kleinen Mengen durchgeführt werden kann. Die Emissionen sind jedoch vergleichsweise hoch, und der Prozess ist ineffizient. - Erdmeiler €€
Kostengünstig, etwas höherer Aufwand: Hier wird die Biomasse in einem Erdmeiler (eine Erdgrube, die luftdicht abgedeckt wird) langsam verkohlt. Dies ist eine altbewährte Methode, bei der allerdings Wärme und Energie verloren gehen. Der Prozess dauert lange, eignet sich aber gut für kleine landwirtschaftliche Betriebe.
- Batch-Öfen (z. B. Tonnentöpfe) €€€
Geringe bis mittlere Kosten, geringerer Aufwand: Bei Batch-Öfen oder Tonnentopf-Öfen wird Biomasse in einem geschlossenen, sauerstoffarmen Raum erhitzt, was die Emissionen reduziert. Diese Methode eignet sich gut für kleinere Betriebe und lässt sich relativ einfach bedienen, bietet aber nur begrenzte Produktionskapazitäten. - Mobile Pyrolyseanlagen €€€€€
Mittlere Kosten, flexibler Einsatz: Mobile Pyrolyseanlagen können direkt auf landwirtschaftlichen Flächen eingesetzt werden und ermöglichen eine kontinuierliche Pflanzenkohleproduktion aus unterschiedlichen Materialien. Diese Anlagen bieten mittlere Kohleausbeuten und sind effizienter, aber sie erfordern eine anfängliche Investition. - Retortenanlagen
Mittlere bis hohe Kosten, höherer Aufwand: Retortenanlagen arbeiten mit geschlossenen Kammern und ermöglichen eine kontrollierte Pyrolyse, was die Effizienz und Kohleausbeute steigert. Diese Anlagen sind weniger mobil und benötigen mehr Wartung und Energie, bieten jedoch eine konstante Pflanzenkohlequalität. - Hydrothermale Carbonisierung (HTC)
Hohe Kosten, aufwendig: HTC-Anlagen sind besonders für feuchte Biomasse wie Gärreste geeignet und arbeiten unter Druck und moderaten Temperaturen. Diese Methode benötigt jedoch spezialisierte, kostspielige Geräte und wird meist nur bei größeren landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt. - Industrielle Pyrolyseanlagen
Sehr hohe Kosten, maximaler Aufwand: Industrielle Anlagen bieten die höchste Effizienz und eine kontinuierliche Produktion. Sie sind für große Betriebe oder Zusammenschlüsse mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe geeignet, da sie sehr hohe Investitionen und fachmännische Betreuung erfordern.
Diese Methoden variieren in ihrer Eignung, Abhängigkeit von der Betriebsgröße und finanziellen Möglichkeiten der Landwirtschaftsbetriebe.
Kontiki Gruben
Einfach und kostengünstig: In konisch geformten Gruben wird Biomasse bei reduzierter Sauerstoffzufuhr verbrannt. Dies ist eine einfache Methode, die wenig Technologie benötigt und lokal in kleinen Mengen durchgeführt werden kann. Die Emissionen sind jedoch vergleichsweise hoch, und der Prozess ist ineffizient.
Kontiki Gruben
Einfach und kostengünstig: In konisch geformten Gruben wird Biomasse bei reduzierter Sauerstoffzufuhr verbrannt. Dies ist eine einfache Methode, die wenig Technologie benötigt und lokal in kleinen Mengen durchgeführt werden kann. Die Emissionen sind jedoch vergleichsweise hoch, und der Prozess ist ineffizient.
Erdmeiler
Kostengünstig, etwas höherer Aufwand: Hier wird die Biomasse in einem Erdmeiler (eine Erdgrube, die luftdicht abgedeckt wird) langsam verkohlt. Dies ist eine altbewährte Methode, bei der allerdings Wärme und Energie verloren gehen. Der Prozess dauert lange, eignet sich aber gut für kleine landwirtschaftliche Betriebe.
Foto: HundeReisenMehr/Martina Züngel-Hein
Batch-Öfen (z. B. Tonnentöpfe)
Geringe bis mittlere Kosten, geringerer Aufwand: Bei Batch-Öfen oder Tonnentopf-Öfen wird Biomasse in einem geschlossenen, sauerstoffarmen Raum erhitzt, was die Emissionen reduziert. Diese Methode eignet sich gut für kleinere Betriebe und lässt sich relativ einfach bedienen, bietet aber nur begrenzte Produktionskapazitäten.
Mobile Pyrolyseanlagen
Mittlere Kosten, flexibler Einsatz: Mobile Pyrolyseanlagen können direkt auf landwirtschaftlichen Flächen eingesetzt werden und ermöglichen eine kontinuierliche Pflanzenkohleproduktion aus unterschiedlichen Materialien. Diese Anlagen bieten mittlere Kohleausbeuten und sind effizienter, aber sie erfordern eine anfängliche Investition.
Retortenanlagen
Mittlere bis hohe Kosten, höherer Aufwand: Retortenanlagen arbeiten mit geschlossenen Kammern und ermöglichen eine kontrollierte Pyrolyse, was die Effizienz und Kohleausbeute steigert. Diese Anlagen sind weniger mobil und benötigen mehr Wartung und Energie, bieten jedoch eine konstante Pflanzenkohlequalität.
Hydrothermale Carbonisierung (HTC)
Hohe Kosten, aufwendig: HTC-Anlagen sind besonders für feuchte Biomasse wie Gärreste geeignet und arbeiten unter Druck und moderaten Temperaturen. Diese Methode benötigt jedoch spezialisierte, kostspielige Geräte und wird meist nur bei größeren landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt.
Links
german:
https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrothermale_Karbonisierung
https://www.ufz.de/index.php?de=37433
english
https://ohioline-osu-edu.translate.goog/factsheet/fabe-6622?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=rq
greek:
Industrielle Pyrolyseanlagen
Sehr hohe Kosten, maximaler Aufwand: Industrielle Anlagen bieten die höchste Effizienz und eine kontinuierliche Produktion. Sie sind für große Betriebe oder Zusammenschlüsse mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe geeignet, da sie sehr hohe Investitionen und fachmännische Betreuung erfordern.
Industrielle Pyrolyseanlagen
Sehr hohe Kosten, maximaler Aufwand: Industrielle Anlagen bieten die höchste Effizienz und eine kontinuierliche Produktion. Sie sind für große Betriebe oder Zusammenschlüsse mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe geeignet, da sie sehr hohe Investitionen und fachmännische Betreuung erfordern.
Industrielle Pyrolyseanlagen
Sehr hohe Kosten, maximaler Aufwand: Industrielle Anlagen bieten die höchste Effizienz und eine kontinuierliche Produktion. Sie sind für große Betriebe oder Zusammenschlüsse mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe geeignet, da sie sehr hohe Investitionen und fachmännische Betreuung erfordern.
Links:
Anlagenverkauf:
https://german-biochar.org/pflanzenkohle/industrielle-produktionsanlagen/
Kontiki
Einfach und kostengünstig: In konisch geformten Gruben wird Biomasse bei reduzierter Sauerstoffzufuhr verbrannt. Dies ist eine einfache Methode, die wenig Technologie benötigt und lokal in kleinen Mengen durchgeführt werden kann. Die Emissionen sind jedoch vergleichsweise hoch, und der Prozess ist ineffizient.
Erdmeiler
Kostengünstig, etwas höherer Aufwand: Hier wird die Biomasse in einem Erdmeiler (eine Erdgrube, die luftdicht abgedeckt wird) langsam verkohlt. Dies ist eine altbewährte Methode, bei der allerdings Wärme und Energie verloren gehen. Der Prozess dauert lange, eignet sich aber gut für kleine landwirtschaftliche Betriebe.
Batch-Öfen (z. B. Tonnentöpfe)
Geringe bis mittlere Kosten, geringerer Aufwand: Bei Batch-Öfen oder Tonnentopf-Öfen wird Biomasse in einem geschlossenen, sauerstoffarmen Raum erhitzt, was die Emissionen reduziert. Diese Methode eignet sich gut für kleinere Betriebe und lässt sich relativ einfach bedienen, bietet aber nur begrenzte Produktionskapazitäten.
Mobile Pyrolyseanlagen
Mittlere Kosten, flexibler Einsatz: Mobile Pyrolyseanlagen können direkt auf landwirtschaftlichen Flächen eingesetzt werden und ermöglichen eine kontinuierliche Pflanzenkohleproduktion aus unterschiedlichen Materialien. Diese Anlagen bieten mittlere Kohleausbeuten und sind effizienter, aber sie erfordern eine anfängliche Investition.
Retortenanlagen
Mittlere bis hohe Kosten, höherer Aufwand: Retortenanlagen arbeiten mit geschlossenen Kammern und ermöglichen eine kontrollierte Pyrolyse, was die Effizienz und Kohleausbeute steigert. Diese Anlagen sind weniger mobil und benötigen mehr Wartung und Energie, bieten jedoch eine konstante Pflanzenkohlequalität.
Hydrothermale Carbonisierung (HTC)
Hohe Kosten, aufwendig: HTC-Anlagen sind besonders für feuchte Biomasse wie Gärreste geeignet und arbeiten unter Druck und moderaten Temperaturen. Diese Methode benötigt jedoch spezialisierte, kostspielige Geräte und wird meist nur bei größeren landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzt.
Links
german:
https://de.wikipedia.org/wiki/Hydrothermale_Karbonisierung
https://www.ufz.de/index.php?de=37433
english
https://ohioline-osu-edu.translate.goog/factsheet/fabe-6622?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=de&_x_tr_hl=de&_x_tr_pto=rq
greek:
Industrielle Pyrolyseanlagen
Sehr hohe Kosten, maximaler Aufwand: Industrielle Anlagen bieten die höchste Effizienz und eine kontinuierliche Produktion. Sie sind für große Betriebe oder Zusammenschlüsse mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe geeignet, da sie sehr hohe Investitionen und fachmännische Betreuung erfordern.
