K+S Kali, ein Unternehmen der K+S Gruppe, hat Ende September nach nur 18-monatiger Bauzeit eine neue 28 Mio. € teure Produktionsanlage für Kaliumchlorid in Lebensmittelqualität in Betrieb genommen. Die Anlage erweitert die Produktpalette des Standorts Zielitz um ein besonders wertschöpfungsstarkes Produkt mit hohem Nachfragepotential.

Vor allem die Verbindung zu einem vorhandenen modernen Heißlösebetrieb und die gute logistische Anbindung empfahlen den Standort Zielitz für die Ansiedlung der neuen Anlage, mit der die Produktionskapazitäten für Produkte des Unternehmensbereichs Health Care & Food erweitert werden. Dr. Ernst Andres, Mitglied der Geschäftsführung von K+S Kali, betonte bei der Inbetriebnahme die Bedeutung der Anlage für die Spezialitätenstrategie des Unternehmens: „Wir wollen vom Standort Zielitz aus weltweit neue Maßstäbe in der Produktion hochwertiger Kalisalze für gesunde Lebensmittel und eine ausgewogene Ernährung setzen."

Wettbewerbsvorteil

Die strategische Ausrichtung des Unternehmens, sich mit Spezialitäten und hoch veredelten Produkten vom Wettbewerb abzuheben, wird in der Marktforschung begleitet. Die Anforderungen der Kunden wurden in die Planungen der Anlage mit aufgenommen. Der Wettbewerbsvorteil besteht u. a. in der Produktion eines hochreinen Salzes, das nach anerkannten Standards produziert wird. Anlage und Produkt sind gemäß ISO 9001:2008 zertifiziert, das Produkt ist zudem kosher zertifiziert, der IFS (International Food Standard) ist in Vorbereitung.
Neben der Herstellung eines Standardprodukts, bietet die neue Anlage zudem den Vorteil der Produktion von Sonderqualitäten bei KCl Food Grade. „Außer uns sind weltweit nur sehr wenige Anbieter in der Lage, als Produzent und Vermarkter aus einer Hand im Markt zu agieren und so flexibel auf jeweilige Marktsituationen reagieren zu können", betont Andres. „Von enormer Bedeutung für die verarbeitende Industrie ist die Gewährleistung einer hohen Produktqualität von KCl Food Grade unter Einhaltung der Standards in der Lebensmittelindustrie. Die Kunden schätzen die natürliche Herkunft unseres Rohstoffs Kalium sehr. Für sie ist dieser Gesichtspunkt wesentlich, denn der Ursprung der Rohstoffe spielt bei der Auslobung des Fertigproduktes für die Verbraucher eine extrem wichtige Rolle."
Die konsequent auf Qualität, Flexibilität und Effizienz ausgerichtete Produktionsanlage ist ein enormer Schritt in technologischer, ökonomischer und ökologischer Hinsicht. Die Fabrikation ist in zwei neu errichteten Gebäuden untergebracht. Als wichtige Partner waren bei dem Bau der hochmodernen Anlage neben der zentralen Technik der K+S Aktiengesellschaft die Unternehmen IPRO Industrieprojekt, Braunschweig, Elcon Automation & Engineering, Magdeburg, und Greylogix, Flensburg, eingebunden.

Das Produktionsverfahren

Der Produktionsprozess von KCl Food Grade beginnt mit der Entnahme von Rohlösung aus dem Heißlöseprozess der Industriekaliproduktion. Nach Herstellung der physikalischen Reinheit der Rohlösung wird diese der neuen Anlage über eine Versorgungsbrücke zugeführt: Die Kühlkristallisationsanlage besteht aus fünf Zwangsumwälzverdampfern mit Radialeintritt. Die erforderliche Produktreinheit wird durch einen Waschkreislauf in der ersten Zentrifugenstufe und nach dem Deckreaktor erreicht. Nach Entwässern in einer weiteren Zentrifugenstufe wird das feuchte Kristallisat an die Verfahrensstufe Trocknung/Kühlung übergeben. Anfallende Salzabwässer werden über die Versorgungsbrücke zum Lösebetrieb rückgeführt.
Das feuchte Kristallisat aus der zweiten Zentrifugenstufe wird durch einen kombinierten Fließbetttrockner/-kühler getrocknet und anschließend auf eine Temperatur von 35 °C gekühlt. Mittels Quotientenanalyse wird die chemische Produktqualität nahezu kontinuierlich ermittelt. Das Produkt kann nach dem Verlassen des Kühlers dem KCl 99-Industriesalzweg oder der Klassieranlage zur weiteren Veredelung als KCl 99-Produkt in Food-Grade-Qualität zugeordnet werden. Diese Verfahrensweise sichert den kontinuierlichen Betrieb der Kristallisationsanlage, und es kann auf die jeweilige Nachfrage im Markt flexibel reagiert werden. Der kombinierte Fließbetttrockner/
-kühler wird mit Heißgas (2.000-KW-Erdgasbrenneranlage) und mit aufbereiteter Luft für Trockner und Kühler betrieben.

Feinabstimmung

Mit der Aufnahme des Probebetriebes der Kristallisationsanlage im Mai 2009 wurde die Feinabstimmung im Herstellungsprozess begonnen, der von den speziell geschulten Mitarbeitern besonderen Einsatz abverlangte. „Denn was zählt, ist die Qualität des Produktes, und hierbei spielen die Produktkörnungen eine wichtige Rolle. Ziel ist es, dass mindesten 85 % des Produkts eine Körnung von 0,2-0,6 mm aufweisen", betont die verantwortliche Projektleiterin Heike Küster. Die größte Herausforderung an das gesamte Team ist jedoch das Einhalten einer absoluten Produkthygiene. Küster: „Wir arbeiten in geschlossenen Kreisläufen und Reinraumbereichen." Die Kühlkristallisation mit Wärmerückgewinnung erzeugt stündlich ca. 11 t Kristallisat. Im Dreischichtbetrieb ergibt dies eine Gesamtkapazität von jährlich 63.000 t.

Konditionierung und Verpackung

Das Herzstück des zweiten Gebäudes ist die vollautomatische Anlage zum Konditionieren und Verpacken des Produktes in Lebensmittelqualität. Zur Herstellung der geforderten Produktkörnung erfolgt eine Klassierung des Kristallisats über eine Siebanlage. Das Gutkorn wird zur weiteren Verarbeitung transportiert. Der abgesiebte Über- und Unterkornanteil wird dem KCl 99-Industriesalz zugeführt.
Um die freie Fließfähigkeit des KCl 99-Produkts in Food-Grade-Qualität sicherzustellen, erfolgt eine Zumischung von Konditionierungsmitteln. Danach wird das Fertigprodukt in vier Faltsilos á 40 t zwischengelagert, daraus wird die Verpackungsanlage beschickt.
Das Endprodukt wird über eine Schlauchfolienabfüllanlage (FFS-Automat) in 25-kg-Säcke abgepackt, palettiert und zur Transportsicherung gestretcht bzw. in 1.000-kg-Big-Bags abgefüllt. Bei der Kennzeichnung der Paletten bzw. der Big-Bags setzt K+S Kali auch auf neue Technologien. Im ersten Schritt werden alle Paletten und Big-Bags mit Barcodeetiketten nach dem EAN128-Standard versehen. Damit lassen sich betriebsinterne Prozesse (Lagerhaltungs-, Bestandsverwaltungs-, Warenausgangs-, Rückverfolgbarkeitsprozesse) optimieren, daneben bieten sich u. a. aber auch Vorteile für die Kunden wie z. B. im Wareneingang oder der Versandavisierung. Künftig ist der Einsatz von RFID-Etiketten zur Paletten- bzw. Big-Bag-Kennzeichnung vorgesehen, um einen effizienten und schlanken Lager- und Versandprozess zu etablieren.

Fazit

Die Nachfrage nach und damit die Lieferung von KCl Food Grade ist besonders in Regionen hoch, in denen verstärkt Convenience Food und Beverage vom Endverbraucher gewünscht sind. „Wir haben mit unserem Team aus Produktion, Anwendungstechnik, Controlling, Vertrieb, Marketing und Supply Chain in kurzer Zeit ein Projekt gestemmt, das uns zu einem herausragenden Produzenten von KCl Food Grade macht", so Dr. Andres. Der Grund: Die K+S Kali GmbH hat die gesamte Prozesskette für KCl Food Grade unter eigener Regie - von der Marktanalyse über den Anlagenneubau mit starken Partnern, über die Logistik bis hin zu Vermarktung und Vertrieb in die Zielmärkte - erfolgreich umgesetzt. Heike Küster ergänzt: „Die neue Anlage gilt als die modernste ihrer Art, mit ihr festigen wir unsere führende Marktposition im Bereich Health Care & Food."

Kaliumchlorid als Nahrungsmittelzusatz
Innerhalb der menschlichen Zelle ist Kalium der quantitativ vorrangige Mineralstoff. Für eine ausgewogene mineralstoffreiche Ernährung sollte Kalium in ausreichendem Maße aufgenommen werden. Eine Möglichkeit, Kalium mit der Nahrung zuzuführen, ist die Verwendung von Kaliumchlorid als Substitut für Kochsalz. Die wichtigsten Zellfunktionen von Kalium sind die Aufrechterhaltung des Membranpotentials und die Generierung spannungsabhängiger Aktionspotentiale. Davon abhängig sind die Stabilität der menschlichen Zellen, die Erregbarkeit von Muskeln und Nerven, der Transport von Glucose, die Bildung von Proteinen und die Regulierung des Säure-Basen- und Wasserhaushalts.

Kurzinterview mit Heike Küster,
Projektleiterin Produktion

CHEManager: Frau Küster, welche besonderen Herausforderungen stellt die Produktion von KCl Food Grade an das Kaliwerk Zielitz?

H. Küster: Die Herstellung von Food-Grade-Ware stellt u. a. besondere Anforderungen an das Qualitätsmanagementsystem nach IFS 5 sowie an das Anlagen- und Wartungspersonal, denn Hygiene und Sicherheit stehen absolut im Vordergrund. Im Zuge der Anlagenplanung spielen Werkstoffauswahl und Anlagenausführung eine entscheidende Rolle.

Mit welchen anderen Anlagen und Betriebsteilen des Kaliwerks ist die Produktion der Food-
Grade-Anlage vernetzt?

H. Küster: Die 1996 errichtete Heißverlösung für die Industriekaliproduktion liefert auch die Rohlösung für die Food-Grade-Anlage. Deshalb ist die neue Anlage an die KCl 99-Produktion gebunden.

Welche Prozessschritte sind für die Herstellung der KCl Food-Grade-Qualität im Vergleich zu anderen KCl-Qualitäten von besonderer Bedeutung?

H. Küster: Zur Erreichung der KCl Food-Grade-Qualität sind die Filtration der Rohlösung und die Nachreinigung des Kristallisats sowie eine umfangreiche, kontinuierliche Qualitätsüberwachung von großer Bedeutung.