Bioethanol - Kraftstoff der Zukunft? - Ganzheitliche Analyse und empirische Erhebung über die Zukunftschancen des Kraftstoffs Bioethanol

Kapitel 4.1.2, Konversionsprozess

Da der Konversionsprozess vom späteren Verwendungszweck der Ethanolproduktion bestimmt wird, unterscheiden sich auch die Konversionskosten zum Teil erheblich. Der Gewinnungsprozess von Trinkalkohol ist beispielsweise wesentlich aufwendiger als der Prozess zur Gewinnung von Ethanol für Kraftstoffzwecke. Im Folgenden werden nur die Konversionsprozesse von Ethanol für Kraftstoffzwecke betrachtet. Bei der Herstellung des Zuckerrohsafts wird jedoch weitgehend auf die konventionellen Verfahren der Zuckerproduktion zurückgegriffen. Der Zuckergehalt der deutschen Zuckerrübenproduktion lag im 10-Jahres-Durchschnitt (1992 bis 2003) bei ca.17.

Nach der Anlieferung müssen die Rüben zunächst einmal gründlich gereinigt werden, bevor sie von Schneidemaschinen zerteilt werden. Die im Wurzelkörper gespeicherte Saccharose wird dann mit heißem Wasser im Gegenstromverfahren herausgelöst. Als Produkte erhält man die extrahierten Rübenschnitzel und eine als Rohsaft bezeichnete Flüssigkeit. Die Schnitzel werden weiter entwässert und das abgepresste Wasser wird dem Extraktionsprozess zurückgeführt. Übrig bleiben Press- und Trockenschnitzel und ein Rohsaft, der nach anschließender Pasteurisation für die Alkoholproduktion eingesetzt werden kann.

Da Zuckerrüben nur für etwa drei Monate im Jahr zur Verarbeitung zur Verfügung stehen, muss ein Großteil des Saftes eingelagert werden, um einen kontinuierlichen Anlagenbetrieb zu ermöglichen. Damit hierbei die notwendigen Volumina der Lagertanks nicht zu groß werden, wird der Rohsaft zum Dicksaft mit 68 % Trockensubstanz (davon mehr als 92 % Zucker) aufkonzentriert.

Der Zuckersaft kann dann, üblicherweise unter Zusatz von Hefen, vergoren werden. Aus der vergorenen Maische wird durch Destillation und anschließende Rektifikation eine Anreicherung des Alkohols von ca. 96 % erreicht. Ethanol und Wasser bilden bei dieser Konzentration ein Azeotrop, so dass eine weitere Konzentrationserhöhung unter atmosphärischen Bedingungen nicht mehr möglich ist. Zur Abtrennung des Wassers vom Ethanol wird ein Molekularsieb verwendet. Hierbei werden kristalline Aluminiumsilikate eingesetzt, welche die Eigenschaft besitzen kleinere Molekühle wie z.B. Wasser anzulagern. Als Endprodukt bleibt der reine Alkohol. Zusätzlich fällt bei dem gesamten Produktionsprozess auch eine Reihe von verwertbaren Koppelprodukten an.