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Wie wird Alkohol hergestellt?

28-11-2022
5 Minuten

Wie wird industrielles Ethanol hergestellt?

Ethanol oder Alkohol wird in der Regel durch Gärung von Zucker in Getreide, Obst oder Gemüse gewonnen. Für alkoholische Getränke werden unterschiedliche Rohstoffe verwendet, um verschiedene Arten und Geschmacksprofiele herzustellen. So wird beispielsweise aus Getreide Whisky oder Bier hergestellt, aus Trauben Wein, aus Äpfeln Apfelwein und aus Kartoffeln Wodka. In jedem Fall wird Hefe zugesetzt, der den Zucker im Obst, Getreide oder Gemüse vergärt und in Alkohol umzuwandelt.

Die Herstellung von Ethanol - Schritt für Schritt

Nehmen wir das Beispiel von Mais-Ethanol, das wahrscheinlich weltweit am häufigsten für die Herstellung von industriellem Ethanol verwendete Rohmaterial:

Mahlen

Der Mais wird gemahlen, um Mehl oder Schrot zu erhalten, das größtenteils aus Stärkemolekülen besteht.

Verflüssigung

Das Maismehl wird durch Zugabe von Wasser verflüssigt, sodass eine Aufschlämmung entsteht.

Verzuckerung

Die Aufschlämmung wird erhitzt, um die Stärkemoleküle in Zucker aufzuspalten.

Gärung

Hefe wird hinzugefügt, um den Zucker zu Ethanol zu vergären. Bei diesem Gärungsprozess entsteht ein Produkt mit einem Alkoholgehalt von etwa 10-15 %.

Destillation

Da Ethanol einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat, wird es in einem Verfahren, das als Destillation bekannt ist, verdampft und kondensiert, um es reiner zu machen. Durch Destillation kann Ethanol mit einem Reinheitsgrad von bis zu 95% gewonnen werden (die restlichen 5% sind Wasser). Um noch reineren (99.9%) Ethylalkohol zu erhalten, wird das Gemisch gesiebt und weiter dehydriert.

Vergällung

Bei Alkohol, der nicht zum Trinken bestimmt ist, wird dem Ethylalkohol eine giftige oder übel schmeckende Substanz zugesetzt, um ihn ungenießbar zu machen (Vergällung).

Andere Herstellungsmethoden

Während die obige Schritt-für-Schritt-Beschreibung zeigt, wie Ethanol im Wesentlichen hergestellt wird, kann es bei der Herstellung bestimmter Formen von Ethanol Abweichungen von diesem Verfahren geben.

Isopropylalkohol

Für die Herstellung von Isopropylalkohol wird Propan verwendet. Propan ist ein Nebenprodukt der bei der Gewinnung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Erdgas entsteht.

Propan wird aus dem fossilen Brennstoff durch Erhitzen auf seinem Siedepunkt von -47 Grad Celsius gewonnen. Anschließend wird es mit Wasser in einem Prozess, der als Hydratation bezeichnet wird, kombiniert, bei dem die beiden Stoffe chemisch zu Isopropylalkohol verbunden werden. Das entstehende Gemisch enthält Abfallstoffe und Nebenprodukte aus den Katalysatoren des chemischen Prozesses. In der abschließenden Destillations- oder Raffinationsphase werden diese überschüssigen Stoffe entfernt, um 100% Isopropylalkohol zu erhalten.

Unterschiede Bioethanol- und synthetisches Ethanolherstellungsverfahren

Synthetisches Ethanol und Bioethanol sind chemisch identisch, werden aber aus verschiedenen Rohstoffen gewonnen: Synthetisches Ethanol wird aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt, die aus Erdöl gewonnen werden, und wird hauptsächlich durch die säurekatalysierte Hydratation von Ethylen hergestellt. Bioethanol hingegen verwendet zeitgenössische Materialien, in der Regel Pflanzen wie Mais, Zuckerrüben oder Weizen, und gilt daher als umweltfreundlicher als synthetisches Ethanol. Bioethanol wird in der Regel durch Fermentation hergestellt, wie in der obigen Schritt-für-Schritt-Anleitung beschrieben, gelegentlich aber auch durch Reaktion von Ethylen mit Wasserdampf.

Pflanzen, die speziell für die Kraftstoffherstellung angebaut werden, werden als Energiepflanzen bezeichnet. Welche Pflanzen bevorzugt werden, hängt vom lokalen Klima, der Landschaft und Bodenbeschaffenheit ab. In den USA sind Melasse und Mais die beliebtesten Energiepflanzen für Bioethanol, in Brasilien ist es Zuckerrohr, und in Europa Weizen und Zuckerrüben.

Wasserfreies Ethanol

Wasserfreies Ethanol wird durch ein Verfahren hergestellt, das als azeotrope Destillation bekannt ist und bei dem der Wassergehalt auf wenige Teile pro Million reduziert werden kann. Zu den Anwendern gehören Labore und die Elektronikindustrie, wo empfindliche Geräte durch den Kontakt mit Wasser beschädigt werden können.

Nedstar organic grape alcohol closeup

Nebenprodukte der alkoholischen Gärung

Bei der Alkoholherstellung fallen verschiedene Nebenprodukte an. Maisethanol beispielsweise hat zwei Hauptnebenprodukte: Erstens CO2, das zur Karbonisierung von kohlensäurehaltigen Getränken, zur Herstellung von Trockeneis oder zur Unterstützung der Photosynthese von Pflanzen in kommerziellen Gewächshäusern verwendet werden kann und zweitens Brennereikörner. Dabei handelt es sich um die nicht vergärbaren Teile von Maiskörnern, die als eiweißreiche Futtermittel begehrt sind.

Traubenalkohol ist ein Nebenprodukt der Weinherstellung. Da er geschmacks- und geruchsneutral ist, eignet er sich hervorragend für die Herstellung von Getränken wie Sherry, Likörweinen und Spirituosen wie Gin und Wodka. Seine Neutralität macht es auch zu einem beliebten Bestandteil von Hautpflege-, Körperpflege- und Kosmetikprodukten. Aufgrund seines hohen Alkoholgehalts ist es auch ein gutes Konservierungsmittel und findet sich in allen Produkten, von Lebensmitteln bis hin zu Haushaltsreinigern, wieder.

Fuselöl ist ein weiteres Nebenprodukt der alkoholischen Gärung und wird wegen seiner "feurigen" Eigenschaften in verschiedenen anderen alkoholischen Getränken wie Apfelwein und Wodka, wegen seiner Härte in Lacken und wegen seines attraktiven Bananengeruchs in synthetischem Bananenöl verwendet. In der Tat vielseitig!

Ethanol ist überall... genau wie Nedstar

Wie wir gesehen haben, wird nur ein Bruchteil des Ethanols oder Alkohols tatsächlich in alkoholischen Getränken verwendet. Tatsächlich ist Ethanol unglaublich vielseitig und findet sich in einer Vielzahl von Alltagsprodukten wieder; selbst dem strengsten Abstinenzler würde es schwer fallen, einen Tag ohne die Verwendung von Alkohol in der einen oder anderen Form zu überstehen. Und Nedstar ist damit beschäftigt, dieses Ethanol in all seinen Formen zu beschaffen und an Unternehmen auf der ganzen Welt zu liefern, die diese Produkte zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres täglichen Lebens machen.