Ethanol oder Alkohol wird in der Regel durch Gärung des Zuckers in Getreide, Obst oder Gemüse hergestellt. Für alkoholische Getränke werden unterschiedliche Rohstoffe verwendet, um verschiedene Arten von Getränken 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 hinzugefügt, um den Zucker im Obst, Getreide oder Gemüse zu vergären und in Alkohol umzuwandeln.
Nehmen wir als Beispiel Mais-Ethanol, das wahrscheinlich weltweit am häufigsten für die industrielle Herstellung von Ethanol verwendet wird, da es als Kraftstoff für Fahrzeuge weit verbreitet ist:
Mahlen - Mais wird gemahlen, um Mehl oder Schrot zu erhalten, das zum größten Teil aus Stärkemolekülen besteht.
Verflüssigung - Das Mehl wird durch Zugabe von Wasser verflüssigt, um eine Aufschlämmung zu erzeugen.
Verzuckerung - Die Aufschlämmung wird erhitzt, um die Stärkemoleküle in Zucker aufzuspalten.
Gärung - Hefe wird hinzugefügt, um den Zucker zu Ethanol zu vergären. Bei diesem Ethanol-Gärungsprozess entsteht ein Produkt mit einem Alkoholgehalt von etwa 10-15 %.
Destillation - Da Ethanol einen niedrigeren Siedepunkt als Wasser hat, wird es in einem als Destillation bekannten Verfahren 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 %) 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). Im Falle von Ethanol als Kraftstoff für Autos ist dies Benzin.
Während die obige schrittweise Beschreibung zeigt, wie Ethanol im Wesentlichen hergestellt wird, kann bei der Herstellung bestimmter Formen von Ethanol von diesem Verfahren abgewichen werden. Zum Beispiel:
Für die Herstellung von Isopropylalkohol wird Propen verwendet. Propan ist ein Nebenprodukt bei der Gewinnung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Erdgas.
Das Propan wird aus dem fossilen Brennstoff extrahiert, indem es auf seinen Siedepunkt von -47 °C erhitzt wird. Anschließend wird es mit Wasser in einem als Hydratation bezeichneten Prozess 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.
Während synthetisches Ethanol und Bioethanol chemisch identische Produkte sind, wird synthetisches Ethanol aus petrochemischen Rohstoffen hergestellt, die aus Erdöl gewonnen werden und somit im Wesentlichen fossile Brennstoffe sind. Synthetisches Ethanol 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.
Die Pflanzen, die speziell für die Kraftstoffherstellung angebaut werden, werden als Energiepflanzen bezeichnet. Welche Pflanzen bevorzugt werden, hängt vom lokalen Klima, der Landschaft und der 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 wird durch ein Verfahren hergestellt, das als azeotrope Destillation bekannt ist und bei dem der Wassergehalt auf wenige Teile pro Million reduziert werden kann. Es wird unter anderem in Labors und in der Elektronikindustrie verwendet, wo empfindliche Geräte durch den Kontakt mit Wasser beschädigt werden können.
Bei der Alkoholproduktion fallen verschiedene Nebenprodukte an. Bei der Herstellung von Maisethanol beispielsweise fallen zwei Hauptnebenprodukte an. Zum einen 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 Brennerei-Treber. Dabei handelt es sich um die nicht vergärbaren Teile der Maiskörner, die als eiweißreicher Bestandteil von Viehfutter begehrt sind.
Wie wir sehen, wird nur ein Bruchteil des Ethanols oder Alkohols in alkoholischen Getränken hergestellt. In Wirklichkeit ist Ethanol unglaublich vielseitig und in einer Vielzahl von Alltagsprodukten enthalten. Selbst dem strengsten Abstinenzler würde es schwer fallen, einen Tag zu überstehen, ohne auf die eine oder andere Weise Alkohol zu verwenden. Und Nedstar ist damit beschäftigt, dieses Ethanol in all seinen Formen zu beschaffen und an die Unternehmen auf der ganzen Welt zu liefern, die diese Produkte zu einem unverzichtbaren Bestandteil unseres täglichen Lebens machen. Erfahren Sie mehr über uns!