Herstellung von Bioethanol
Im Gegensatz zu Biodiesel und Pflanzenöl, findet Bioethanol bei Ottomotoren Anwendung. Als Grundlage für den
Treibstoff dient Ethanol, was als Ersatz für Methyl-tert-butylether im Kraftstoff verwendet wird.
Als Rohstoffe für die Herstellung von Bioethanol eignen sich stärke- zucker-, sowie cellulosehaltige Pflanzen. Am
effizientesten sind stark zucker- und stärkehaltige Pflanzen, wie beispielsweise Zuckerrüben, Roggen, Weizen,
Kartoffeln und Mais. Letzterer spielt vor allem in den USA und in Europa eine große Rolle. Durch verschiedene enzymatische
Reaktionen, lassen sich jedoch auch Energiepflanzen, Stroh und Holz zur Synthese von Bioethanol nutzen. Hier mangelt es derzeitig
jedoch noch an der nötigen Effizienz.
Der Fermentationsprozess von Ethanol zur Herstellung von Bioethanol verläuft analog zur Alkoholherstellung. Ethanol
entsteht durch alkoholische Gärung aus Glucose (6-fach Zucker), an der Mikroorganismen, meistens Hefen, beteiligt sind. Eine
Aufreinigung der verschiedenen Produkte findet durch thermische Trennverfahren statt. Zur Herstellung von Biosprit ist es
weiterhin erforderlich den Reinheitsgrad des Ethanols auf mehr als 99% zu erhöhen. Dazu wird er dehydratisiert. Theoretisch
wäre auch eine Synthese aus fossilen Energieträgern möglich, dies widerspricht jedoch dem eigentlichen Ansatz von
Bioethanol.
Die einzelnen Herstellungsschritte gliedern sich wie folgt. Wird stärkehaltiges Ausgangsmaterial eingesetzt, ist es
notwendig dieses zuerst aufzubereiten. Dies erfolgt beispielsweise durch vermahlen oder Zerkleinerung und die anschließende
Beimengung von Enzymen. Ähnliches gilt auch für cellulosehaltige Rohstoffe, die ebenfalls durch den Einsatz von Enzymen
und Säuren für den Fermentationsprozess vorbereitet werden müssen. Im Falle von zuckerhaltigen Ausgangsmaterialien
entfällt dieser Schritt. Sie können direkt der alkoholischen Gärung zugeführt werden. Die aus der
Fermentation entstehende Maische besitzt in der Regel einen Ethanolgehalt von ca. 12%. Durch den Destillationsprozess findet eine
Aufreinigung auf ca. 94,6% statt. Dieses Produkt bezeichnet man als Rohalkohol.
In einem Trocknungsprozess, der Dehydratisierung,
wird der Wasseranteil stetig verringert, so dass das Endprodukt einen Reinheitsgrad von mehr als 99% erreicht. Der hohe
Reinheitsgrad ist zur Beimischung von Ethanol im Benzin notwendig. Dies resultiert daraus, dass sich das im Ethanol enthaltene
Wasser absetzen würde, was eine schädigende Wirkung auf den Ottomotor hätte. Fahrzeuge die ausschließlich
mit Ethanol fahren können, benötigen nicht zwingend aufgereinigtes Ethanol. Die Nebenprodukte der Fermentation
können ihrerseits, in anderen Wirtschaftszweigen, erneut eingesetzt und verarbeitet werden.