Kalkofen

Ein Kalkofen ist ein Brennofen für die Herstellung von Branntkalk aus Kalkstein. Den Prozess an sich bezeichnet man als Kalkbrennen, der durch die Berufsbezeichnung Kalkbrenner entstandene Familienname leitet sich hieraus ab. Die Bedeutung des Kalkbrennens zeigt sich an zahlreichen Orten namens Kalkofen und deren Wappen.

Kalkofen auf dem Wappen von Kalkofen in der Pfalz
Kalkbrennofen Gransdorf
Setzen des Feuerungsgewölbes und Füllen des Ofens
Brennen des Kalks und Austragen des Ofens

Geschichte

Die gezielte Verarbeitung von Kalkstein zu einem vielseitigen Baustoff gehört zu den ältesten und bis heute bedeutendsten technischen Produktionsverfahren. Die ältesten Zeugnisse der Kalkherstellung für die Verarbeitung in estrichartigen Böden stammen von Kultanlagen wie dem Bergtempel vom Göbekli Tepe in Anatolien und sind über 11.000 Jahre alt. Bereits im Altertum war die Kunst des Kalkbrennens im mediterranen Raum weit verbreitet. Als Brennstoff wurde ursprünglich Holz, Torf oder Kohle eingesetzt. Die ersten Einrichtungen dazu waren sogenannte Meiler, während später einfache Feldöfen ohne Ummauerung eingesetzt wurden. Einfache Erdgruben, in denen noch im 20. Jahrhundert Kalk gebrannt wurde, sind in großer Zahl im waldreichen Bükk-Gebirge in Nordostungarn zu finden.

Chemische Vorgänge
Funktionsweise eines Kalktrichterofens
Reaktionszonen und Temperaturverteilung in einem Kalkofen

Calciumcarbonat (CaCO3, Kalkstein) gibt bei Temperaturen zwischen 900 und 1.200 °C Kohlenstoffdioxid (CO2) ab und reagiert zu Calciumoxid (CaO, Branntkalk) über, man spricht dabei vom Entsäuern des Kalksteins. Dieser Schritt wird als Kalzination bezeichnet. Der Branntkalk wird dann mit Wasser zu Kalkfarbe, Kalkmörtel oder hydraulischem Kalk weiterverarbeitet.

Technische Durchführung

Die Verfahrensweise hat sich aus technischer Sicht im Laufe der Geschichte immer wieder verändert. So wie in vielen anderen chemisch-technischen Prozessen, die früher, mehr oder weniger zwangsläufig, diskontinuierlich hergestellt wurden, basieren moderne, industrielle Verfahren auf kontinuierlichen Prozessen.

Historischer Kalkofen

Die wesentlichen Arbeitsschritte waren:

  • Befüllen des Kalkofens
  • Befeuerung
  • Austreiben von Wasser
  • Abdecken mit Lehm
  • Durchglühen

Industrielle Herstellung

Heutzutage wird Kalk in Form von Kalksteinen aus einem Kalk-Steinbruch angeliefert und in vertikal arbeitenden Ring- oder Schachtöfen bzw. in Drehrohröfen oder Wirbelstromöfen auf etwa 900–1300 °C erhitzt. Der Vorteil dieser Verfahren liegt neben der wirtschaftlicheren kontinuierlichen Verfahrensweise auch im verbesserten Stoff- und Energieaustausch zwischen fester und gasförmiger Phase.

Die Öfen werden dabei, von oben fortlaufend, mit einem Gemisch aus 90 % Kalkstein und 10 % Koks beschickt. Dieses Gemisch durchläuft, langsam nach unten rutschend, die verschiedenen Temperaturzonen des Ofens. Im unteren und mittleren Bereich des Schachtofens verbrennt der Koks und erzeugt die für die chemische Umsetzung erforderliche Temperatur. Unten wird der gebrannte Kalk über einen Drehkegel ausgetragen.

Bei der industriellen Zuckerfabrikation wird sowohl gebrannter Kalk als auch das beim Brennen anfallende Kohlendioxid benötigt, deswegen wird von Zuckerfabriken immer auch ein Kalkofen betrieben.

Siehe auch
Commons: Kalkofen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Normdaten (Sachbegriff): GND: 4534964-2
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