W-030.02.900 [2021-03] Enthärtungsversuch mit Kalkwasser in Brauwasser

Aufgabenstellung/Zweck

Die Methode beschreibt die Bestimmung des für die Enthärtung von Brauwasser notwendige Menge an Kalkwasser

Anwendungsbereich

Brauwasser, das in der Brau- und Lebensmittelindustrie verwendet wird.

Prinzip

Durch Zusatz von Kalkwasser oder Kalkmilch werden die Hydrogencarbonate und freies Kohlendioxid in Carbonate übergeführt und weitgehend zur Aus­fällung gebracht:

Ca(HCO3)2

+ Ca(OH)2

→  2 CaCO3 + 2 H2O

Mg(HCO3)2

+ Ca(OH)2

→  MgCO3 + CaCO3 + 2 H2O

CO2

+ Ca(OH)2

→  CaCO3 + H2O

Calciumcarbonat ist unlöslich und fällt aus, dagegen ist das Magnesium­carbonat weitgehend löslich. Ein weiteres Äquivalent Ca(OH)2 führt das Magnesiumcarbonat in unlösliches Magnesiumhydroxid über:

MgCO3

+ Ca(OH)2

→  CaCO3 + Mg(OH)2

Die rechnerisch ermittelte Menge würde aber in der Praxis zum Überkalken des Wassers (zu hoher pH-Wert) führen, weil für die quantitative Ausfällung des Magnesiumhydroxids eine sehr hohe Alkalität nötig ist, weshalb das sog. „splittreatment''-Verfahren bevorzugt wird, d. h.,  es wird die für die Gesamt­menge berechnete Menge an Kalkwasser zu ca. 2/3 des Rohwassers zugesetzt, also sehr stark überkalkt und damit auch das Magnesiumhydrogen­carbonat zur Ausscheidung gebracht. Der Zusatz von ca. 1/3 des Rohwassers stumpft den Kalküberschuss ab und bewirkt die vollständige Ausfällung des Calcium­hydrogencarbonates. Auf diese Weise wird die dem Calcium äquiva­lente Carbonathärte vollständig entfernt und die vom Magnesium herrührende Carbo­nathärte zum größeren Teil.

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