Asche
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Foto: Rainer Schwarz
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Asche ist ein fester Rückstand aus der Verbrennung (Chemie) organischen Materials, also von fossilen Brennstoffen, Biokraftstoffen oder Lebewesen wie Pflanzen, Tieren und Menschen. Sie entsteht aus dem anorganischen Teil der verbrannten Substanz und besteht somit aus Mineralstoffen.
chemische Zusammensetzung
Chemisch betrachtet ist der Aschegehalt ein Maß für den Mineralstoffgehalt der Lebewesen.
Allerdings sind beide Werte nicht identisch, da bei der Verbrennung auch die mineralische Substanz reagiert und damit eine Gewichtszunahme oder -abnahme erfahren kann.
Asche besteht vor allem aus Oxiden und (Bi-) Karbonaten diverser Metalle, z. B. Calciumoxid|CaO, Eisen(III)-oxid|Fe2O3, Magnesiumoxid|MgO, Mangan(II)-oxid|MnO, Phosphorpentoxid|P2O5, Kaliumoxid|K2O, Siliciumdioxid|SiO2, Natriumcarbonat|Na2CO3, Natriumhydrogencarbonat|NaHCO3 etc.
Je höher die Brenntemperatur ist, desto geringer wird der Gehalt an Carbonaten, da diese unter Abgabe von CO2 zu Oxiden weiterreagieren.
Dadurch bleibt bei der Holzverbrennung bei gleichem Brennstoff je nach Ofentyp mehr (etwa bei Rostfeuerung) oder weniger (bei Grundofen|Grundöfen oder Sturzbrandofen|Sturzbrandöfen) Asche übrig.
Ist die Temperatur im Feuer so hoch, dass die Aschenbestandteile anschmelzen und weich und teigig werden, so entsteht beim Abkühlen durch Sintern eine poröse oder glasige, aber feste Masse. Diese nennt man auch Schlacke (Verbrennungsrückstand). Der Ascheerweichungspunkt liegt je nach Bestandteilen typischerweise zwischen 900 und 1200 °C.
Die Bestimmung des Aschegehalts stellt eine Reinheitsprüfung von organischen Substanzen dar und ist in mehreren Monographien des Europäisches Arzneibuch|Ph. Eur. vorgeschrieben. Die auf jeder Backmehlpackung angegebene Mehl#Mehltypen|Mehltype, beispielsweise „Type 700“, beschreibt den Aschegehalt in Milligramm je 100 Gramm trockenen Mehls und ist ein Maß für den Ausmahlungsgrad oder Gehalt an mineralstoffreichen Schalenteilen.
Aus dem Aschegehalt kann in der Lebensmittelchemie|Lebensmittelanalytik auf die Reinheit bzw. Verdünnung oder Streckung von Fruchtsäften geschlossen werden, da bei unverdünnten Säften die Aschegehalte innerhalb bekannter konstanter Grenzen liegen.
Die Schüttdichte von Holzasche (frisch aus dem Ofen, unkomprimiert) liegt bei etwa 0,3 kg/l.
Verwendung
Foto: Rainer Schwarz
Holzasche aus der Verbrennung von naturbelassenem, also nicht chemisch behandeltem Holz kann als Dünger in Landwirtschaft und Gartenbau verwendet werden.
Sie enthält im Mittel:
- 50 % Calciumoxid|CaO,
- 16 % Kaliumoxid|K2O,
- 15 % Magnesiumoxid|MgO,
- 7 % Phosphorpentoxid|P2O5 sowie weitere Spurenelemente, aber weder Stickstoff noch Kohlenstoff, die beide an der Verbrennung beteiligt sind und dabei in Rauchgase umgesetzt werden.
Als Richtwert bei einer bedarfsgerechten Anwendung gelten maximal drei Liter Asche pro 10 m² Fläche im Jahr.
Die Asche enthält dabei je nach Brenntemperatur leicht wasserlösliche Carbonate und schwerer wasserlösliche Oxide, bei der chemischen Analyse wird der Mineralgehalt standardisiert als "-oxide" bestimmt und so angegeben, auch wenn in der zu untersuchenden Probe ursprünglich ein Gemisch mit Carbonaten vorlag.
Wegen der atmosphärischen Schadstoffeinträge in den 1980er Jahren (Schlagwort Saurer Regen) wurden in einigen deutschen Bundesländern „Kompensations-“ oder auch „Bodenschutzkalkungen“ großflächig durchgeführt (siehe Kalkung). In Österreich blieben derartige Maßnahmen eher auf Forschungs- und Pilotstudien beschränkt („Wunderdünger“ gegen das Waldsterben); nennenswerte großflächige Einsätze gab es kaum. In der Schweiz ist die Düngung des Waldes gesetzlich verboten und nur für Forschungszwecke erlaubt.
Holzasche aus unbehandeltem Holz ist auch als Zusatz beim Kompostieren geeignet. Sie kann den Kompostiervorgang positiv beeinflussen und sollte schichtweise und in kleinen Mengen in den Kompost eingearbeitet werden. Im Holz eingelagerte und gespeicherte Schwermetalle (beispielsweise Chrom(VI)-oxid|Chrom(VI)) gelangen ins Abgas oder in die Asche. Schwermetalle befinden sich je nach Gegend in unterschiedlicher Konzentration in Boden (Bodenkunde)|Waldböden und werden wie Mineralstoffe in Spuren im Holz eingelagert. Seitdem der Mensch Erze Metallurgie|verhüttet, wurden mit den dabei entstehenden Abgasen Metallpartikel emittiert; sie wurden durch Winde verteilt und sanken zu Boden bzw. wurden von Regen zu Boden gebracht.
Asche wird auch zum Streuen von vereisten Gehwegen verwendet.
Holzasche kann als natürliche Zahnpasta verwendet werden.
Holzasche wurde als Reinigungsmittel (Aschenlauge), zur Seifenherstellung und im Spätmittelalter als Flussmittel zur Glasherstellung verwendet.
Die Inka verwendeten Holzasche, um Mais für den Menschen bekömmlich zu machen (Nixtamalisation). Der Stamm der Huaorani in Ecuador verwendet Asche zur Körperhaarentfernung.
Im Bauwesen verwendete man Holz- oder Kohlenasche (Löschasche oder kurz Lösch) als nicht brennbare Beschüttung von Hohlräumen in Holzbalkendecken zum Zweck der Wärmedämmung und des Schallschutzes sowie zur Ebnung von Dippelbaumdecken.
Asche findet im keramischen Bereich als Masse- bzw. Glasurzusatz Verwendung. Die Eigenschaft, als Flussmittel aufzutreten, steht dabei im Vordergrund.
Keine Verwendung findet normale Asche auf der sogenannten „Aschenbahn“, dort wird vulkanische Asche verwendet.
Umweltgefahren
Stein- sowie Braunkohle enthält fast immer auch Spuren der radioaktiven Elemente Uran, Thorium und Radium. Der Gehalt liegt je nach Lagerstätte meist zwischen wenigen Parts per million|ppm und 80 ppm, europäische Stein- oder Braunkohle enthält etwa 80–135 ppm Uran. Da weltweit etwa 7800 Millionen Tonnen Kohle pro Jahr in Kohlekraftwerken verbrannt werden, schätzt man den Gesamtausstoß auf 10.000 Tonnen Uran und 25.000 Tonnen Thorium, der zum großen Teil in der Asche enthalten ist.
Zwischen 1960 und 1970 wurden in den USA etwa 1100 Tonnen Uran aus Kohleasche gewonnen. Im Jahr 2007 beauftragte die chinesische National Nuclear Corp die kanadische Firma Sparton Resources in Zusammenarbeit mit dem Beijing No. 5 Testing Institute Versuche durchzuführen, Uran aus der Asche des Kohlekraftwerks Xiaolongtang in der Provinz Yunnan zu gewinnen. Der Urangehalt der Asche aus diesem Kraftwerk liegt mit durchschnittlich 210 ppm Uran (0,021 % U) über dem Urangehalt mancher Uranerze.
ätzende Wirkung auf einige Metalle
Die mittelstark basisch wirkende wässrige Lösung von Asche ist in der Lage, Aluminium und andere laugenunbeständige Metalle unter Wasserstoffbildung aufzulösen. Dies sollte bei der Lagerung und Verarbeitung von Asche beachtet werden.
siehe auch:
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