Herstellung von Biodiesel
Biodiesel wird im Unterschied zum herkömmlichen Dieselkraftstoff nicht aus Rohöl, sondern aus Pflanzenöl oder
aber auch tierischem Fett gewonnen. Deshalb zählt Biodiesel zu den erneuerbaren Energieträgern. Bereits im Jahr 1937
hatte der Belgier G. Chavanne ein Patent angemeldet, welches es möglich machte, Pflanzenöl beim Motorenkraftstoff zu
verwenden.
Reines oder gefiltertes Pflanzenöl findet in dafür geeigneten Motoren oftmals ebenfalls Verwendung. Hierbei spricht man
aber nicht von Biodiesel, dies ist lediglich eine Art von Biokraftstoff.
Wie wird Biodiesel nun aber hergestellt?
Pflanzenöl wird aus ölhaltigen Pflanzenteilen, wie z. B. Samen gewonnen. Der chemische Prozess bei der
Biodieselherstellung wird als Umesterung bezeichnet. In Deutschland verwendet man für Biodiesel hauptsächlich
Rapsöl. Rapsöl deshalb, da dieses Öl auch im Winter mit den klimatischen Anforderungen gut zurecht kommt. In
Übersee beispielsweise werden oftmals auch andere Pflanzenöle verwendet. Die im Pflanzenöl befindlichen Öl-
und Fettmoleküle sind mit dem dreiwertigen Alkohol Glyzerin veresterte Fettsäuren. Beim chemischen Prozess werden diese
Pflanzenöle als Triglyceride bezeichnet, d. h. eine Verbindung aus Glycerinmolekülen und drei
Fettsäuremolekülen. Bei der Umesterung wird nun Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol vermischt. Hauptziel dieser
Umesterung ist die Verringerung der Viskosität, ähnlich der Beschaffenheit des Dieselöls.
Der Katalysator wiederum
unterstützt diese Reaktion. Hinzu kommen verschiedene Reagenzien, wie z. B. Kalium- oder Natriumhydroxid, in seltenen
Fällen auch Alkoholate. Diese werden bei der Herstellung von Biodiesel als Katalysatoren eingesetzt. Diese Hydroxide sind
salzähnliche Stoffe, welche mit Wasser vermischt eine Lauge bilden. Anschließend werden unter Einsatz der Elektolyse,
d. h. der Aufspaltung einer chemischen Verbindung mit Hilfe von Strom, und der dabei einsetzenden chemischen Reaktion, die
Triglyceride des Pflanzenöls in Fettsäuren und Glycerin gespalten. Die Fettsäuren reagieren mit dem Methanol und
werden zu Fettsäuremethylestern (FAME). Anschließend wird das FAME vom Glycerin getrennt. Kurz zusammengefasst
verläuft folgende Reaktion:
Triglyceride + Methanol + Katalysator = Fettsäure-Methylester (FAME) + Glycerin
Der weitere Prozessschritt ist der, dass der Katalysator durch Zugabe von anorganischen Säuren in schwer lösliche Salze überführt und abgetrennt wird. Anschließend wird der Biodiesel, bzw. FAME durch mehrere Waschvorgänge gereinigt und danach im Verdampfer getrocknet. Hierbei entstehen wiederum Rohglycerin und anorganische Salze als Nebenprodukt.
Der Grund für diesen Herstellungsprozess ist, dass der durch die Umesterung gewonnene Biodiesel eine deutlich geringere Viskosität besitzt als unbehandeltes Pflanzenöl. Biodiesel kann somit als Ersatz für Dieselkraftstoff verwendet werden. Sie müssen jedoch bei der Verwendung von Biodiesel beachten, dass dieser Kraftstoff aufgrund anderer chemischer Eigenschaften als Dieselkraftstoff bei üblichen Einspritzsystemen zu verschiedenen Defekten, wie beispielsweise Verkokungen der Spritzlöcher von Einspritzdüsen führen kann. Sie sollten deshalb Ihren Fahrzeugmotor vom Hersteller entsprechend anpassen bzw. überprüfen lassen.
Das übrig gebliebene Glycerin bei der Biodieselherstellung wird nach der Reinigung bzw. Aufbereitung verschiedentlich industriell genutzt, beispielsweise in der Kosmetikindustrie.
Wird Biodiesel herkömmlichem Dieselkraftstoff beigemischt, bezeichnet man diesen Kraftstoff als B5, B10 oder B20. Diese Bezeichnungen weisen auf den Anteil des Biodiesels im Dieselkraftstoff hin. B5 entspricht beispielsweise einem Anteil von 5 %. B100 ist somit reiner Biodiesel.