Ethanol ist eine chemische Verbindung, deren Molekül aus
zwei Kohlenstoffatomen, Wasserstoff und einer Hydroxylgruppe (OH-Gruppe)
besteht. Es handelt sich um einen Alkohol aus der Untergruppe der
n-Alkanole, da in dem Molekül neben zwei Wasserstoffatomen nur eine
Hydroxylgruppe an ein aliphatisches C-Atom gebunden ist.
Häufig wird diese Verbindung umgangssprachlich als Alkohol (Trinkalkohol) bezeichnet, obwohl sie
nur der prominenteste Vertreter der Stoffgruppe der Alkohole ist.
Gebräuchlich sind auch die Bezeichnungen Ethylalkohol, Weingeist und Spiritus; früher wurden auch die
Bezeichnungen Äthylalkohol oder Äthanol verwendet. Durch
Gärung aus Biomasse gewonnenen Ethanol bezeichnet man auch als Agrar-
oder Bioethanol. Man kann Ethanol aber auch durch die Synthese aus
Wasser und Ethen unter Zugabe von Schwefelsäure als Katalysator
herstellen.Beschaffenheit Durch die OH-Gruppe (Hydroxylgruppe) ist
Ethanol im Gegensatz zu Ethan polar. Daraus resultiert eine wesentlich
bessere Wasserlöslichkeit. Als Lösungsmittel ist es deshalb für viele
Stoffe besonders geeignet. So werden in der Pharmazie viele
Pflanzenauszüge oder andere Medikamente als alkoholische Lösung
dargeboten.Mit Wasser ist Ethanol unbegrenzt mischbar. Es bildet ein
azeotropes Gemisch, so dass beim Destillieren von Ethanol kein reiner
(absoluter) Alkohol, sondern ein Gemisch mit rund 6 Prozent Wasser
entsteht. Um absoluten Alkohol herzustellen, muss dem destillierten
Ethanol z. B. mit Hilfe von Trockenmitteln das restliche Wasser entzogen
werden Großtechnisch erfolgt die Trennung von Ethanol/Wasser-Gemischen
durch azeotrope Rektifikation. Die Anlage besteht hauptsächlich aus zwei
Rektifikationssäulen. In der Haupttrennsäule erfolgt die normale
Rektifikation des Ethanol/Wasser-Gemischs bis in die Nähe des azeotropen
Punkts. Das Sumpfprodukt ist Wasser. Dem Kopfprodukt (95,6 % Ethanol
und 4,4 % Wasser) wird der Hilfsstoff Cyclohexan beigemischt. Dieses
Dreistoffgemisch gelangt in die Hilfsstoff-Trennsäule. Dort erfolgt eine
Auftrennung in den im Sumpf anfallenden reinen Alkohol sowie in ein
Cyclohexan/Wasser-Gemisch als Kopfprodukt. Cyclohexan und Wasser sind im
flüssigen Zustand nicht mischbar und trennen sich nach der Kondensation
in einem Abscheider (Dekanter). Der Hilfsstoff Cyclohexan wird am
Einlauf der Hilfsstoff-Trennsäule wieder dem zuströmenden azeotropen
Ethanol/ Wasser-Gemisch beigefügt. Er läuft im Kreislauf im oberen
Bereich der Hilfsstoff-Trennsäule und wird deshalb auch als
„kopflaufender Hilfsstoff“ bezeichnet. Bei Temperaturen um die -20 °C
(Gefrierschrank) verdunstet Ethanol (96 %) kaum noch und zeigt eher
zähflüssige Eigenschaften. Bei -70 °C (durch Trockeneis) wird es noch
zähflüssiger. Giftigkeit Ethanol ist der wichtigste Bestandteil
alkoholischer Getränke. Für den Menschen ist Ethanol giftig. Geringe
Mengen können noch von der Leber entgiftet werden. Eine übermäßige
Einnahme (über etwa 1 Promille Alkoholkonzentration im Blut) führt zu
typischen Trunkenheitssymptomen wie Schwindel, Übelkeit,
Orientierungsstörung, Redseligkeit und gesteigerter Aggressivität. Die
tödliche Dosis liegt etwa bei 3,0 bis 4,0 Promille. Verwendung Ethanol ist für Bakterien giftig und wird
daher häufig als Desinfektionsmittel verwendet. Dabei ist die
Wirksamkeit am höchsten, wenn ein Gemisch von Ethanol und Wasser mit
ungefähr 70 % Alkoholgehalt verwendet wird. Auch wird durch Einreiben
mit Spiritus (z. B. Franzbranntwein) die Durchblutung gefördert. Im
Haushalt wird Spiritus als Reinigungsmittel für Glas, Chrom, Kunststoff
usw. verwendet. In der Scheibenwaschanlage von Automobilen wirkt
Spiritus sowohl als Reinigungs- als auch als Frostschutzmittel. Seltener
findet Ethanol in Geruchsneutralisierern Verwendung. Der starke
Ethanolgeruch überdeckt schlechte Gerüche, er neutralisiert sie nicht.
Vielmehr wirken Geruchsneutralisierer auf Ethanol-Basis ausschließlich
auf Oberflächen, nicht in der Luft. Als Brennstoff wird Ethanol in Form von
Brennspiritus verwendet, beispielsweise für Rechauds sowie Camping- und
Expeditionskocher. Grundsätzlich unterliegt die Verwendung von Ethanol
der Branntweinsteuer. Um zu verhindern, dass Ethanol ohne Entrichtung
dieser Steuer als Genussmittel getrunken oder diesen beigefügt wird,
wird er vergällt. Die Verwendung vergällten Ethanols ist dann im
technischen Sektor (Druckerei, Lackherstellung,
Reinigungsmittelproduktion, Kosmetik etc.) steuerfrei möglich.
Vergällung bedeutet, dass Ethanol mit anderen Chemikalien, wie z. B. MEK
(Methyl-Ethyl-Keton = Butanon-2, mit 2 weiteren
branntweinsteuerrechtlich vorgeschriebenen Markierungskomponenten),
Petrolether, Cyclohexan, Phthalsäurediethylester (Diethylphtalat) oder
ähnlichem versetzt wird, um es für den menschlichen Genuss unbrauchbar
zu machen. Unter gleicher Maßgabe ist die steuerfreie Verwendung von
Brennspiritus für jedermann überhaupt erst möglich. Hier wird dem
Ethanol zusätzlich zum MEK noch das extrem bittere Denatoniumbenzoat (1
Gramm/100 Liter) beigemischt. Die früher übliche Verwendung von
Pyridinen als Vergällungsmittel für Brennspiritus ist
branntweinsteuerrechtlich zwar immer noch erlaubt, diese werden aber
wegen ihrer gesundheitlichen Bedenklichkeit seit ca. 1993 von deutschen
Herstellern nicht mehr eingesetzt. Zu beobachten ist zudem, dass einige
Spiritusabfüller, vermutlich aus Kostengründen, keinen reinen Ethanol
(zumeist in einer Konzentration von ca. 94 % vol.) verwenden, sondern
dem Ethanol diverse Fremdstoffe, Regenerate etc. beimischen. Hersteller,
die noch reinen Ethanol verwenden, werden dies zumeist durch die
Kennzeichnung "UN 1170" auf der Flasche kenntlich machen. Die
Vergällungsmittel haben meist ähnliche Siedepunkte wie Ethanol, so dass
sie sich durch Destillieren nur schwierig entfernen lassen. Die
Vergällungsmittel Diethylphtalat (Verwendung auch als Weichmacher) und
MEK stellen ein Problem bei der Verwendung als Reinigungsmittel dar:
Farben und Lacke, die an sich resistent gegen Ethanol sind, können
erweichen oder angegriffen werden. Nicht zu verwechseln ist
Brennspiritus mit Trockenspiritus, der das Tetramere (CH3CHO)4 des
Acetaldehyds CH3CHO ist. Medizin Eine Verwendung ist der Einsatz von Ethanol zur Behandlung von
Insektenstichen. Ein alkoholgetränktes Tuch wird dazu einige Zeit auf
den frischen Stich gelegt. Die Schmerzlinderung geschieht aufgrund der
kühlenden Wirkung der Ethanollösung; der Juckreiz wird unterdrückt. Eine
chemische Verändung oder Inaktivierung von Giften bewirkt Ethanol
jedoch nicht. Ethanol kann normalem
Kraftstoff (Benzin) zugemischt werden. Als Bioethanol bezeichnet man
Ethanol, das ausschließlich aus regenerativer Biomasse hergestellt
wurde. Chemisch gesehen gibt es keinen Unterschied zwischen Bioethanol
und anders hergestelltem Ethanol. Die in der als Rohstoff dienenden
Biomasse enthaltene Stärke wird enzymatisch in Glukose aufgespalten und
dieser anschließend mit Hefepilzen zu Ethanol vergoren. Bioethanol und
Biodiesel wurden zuerst nicht wie das fossile Mineralöl extra besteuert
und waren somit besonders attraktiv; seit dem 1. August 2006 wird
Biodiesel nach dem "Gesetz zur Neuregelung der Besteuerung von
Energieerzeugnissen und zur Änderung des Stromsteuergesetzes" mit bis
zum Jahr 2012 sukzessive steigenden Sätzen besteuert. Zusätzlich soll es
ab dem 1. Januar 2007 ein "Biokraftstoffquotengesetz" geben, das eine
Beimischung zu herkömmlichen Kraftstoffen verbindlich vorschreibt. Als
Quoten (energieäquivalent) werden 4,4% für Biodiesel zu Diesel und 2,0%
für Bioethanol zu Ottokraftstoff ( 3% ab 1.1. 2010) diskutiert. In Höhe
der Beimischungsquote muss sofort der volle Steuersatz (Biodiesel 47
Cent, Bioethanol 65,4 Cent) entrichtet werden. Mit dieser
Kombinationsmaßnahme bezweckt die Bundesregierung die immer höher
werdenden Steuerausfälle zu beenden (d.h. weg von der Subvention zu
kommen), aber die gerade neu investierte, meist mittelständische
Biokraftstoffwirtschaft durch die Sicherung eines Absatzmarktes dennoch
nicht zu gefährden. Im Zusammenhang mit dem Kyoto-Protokoll wird heute
häufig über die Herstellung und den Einsatz biogener Treibstoffe (also
Treibstoffe biologischen oder organischen Ursprungs) und die Reduzierung
von Kohlenstoffdioxid-Emissionen pro gefahrenem Kilometer debattiert.
Der Preis für Bioethanol beträgt 2004 in Brasilien 0,19 US-$/l, in den
USA 0,33 $/l und in Europa 0,55 $/l. Es ist allerdings davon auszugehen,
dass der technische Fortschritt noch geringere Produktionskosten
zulässt. Weltweit werden etwa 330 Millionen hl (33
Mrd. l) Ethanol hergestellt, wovon mit 42 Mio. hl etwa 13 % auf die
europäischen Länder fallen. Das EU-Ziel liegt nach unterschiedlichen
Angaben bei 400 Mio. hl für 2010. Größte europäische Erzeuger sind
Russland und Frankreich. Deutschland erzeugt jährlich fast 4 Mio. hl zu
gleichen Teilen als Getränkealkohol und als Alkohol für
chemisch-technische Zwecke, was einer Eigenbedarfsdeckung von etwa 62 %
entspricht. Neben der Produktion von Neutralalkohol für Getränke,
Lebensmittel und technische Zwecke fallen weltweit etwa 65 % auf die
Herstellung von Kraftstoffethanol. Als Rohstoffe sind in Lateinamerika
Zuckerrohr (ergibt z.B. Cachaça) bzw. Zuckerrohr-Melasse (ergibt Rum) -
(Melasse ist ein Nebenprodukt aus der Zucker Herstellung) - und in
Nordamerika Mais von größter Bedeutung, denn sie liefern hohe Gehalte an
Zucker und Stärke, die nach enzymatischer Aufspaltung als Glukose zur
Ethanolproduktion durch Hefen genutzt werden. Die anfallenden
Faserstoffe (Bagasse) aus der Zuckerrohrnutzung sind schwer zu
entsorgen, die Vinasse die bei der Melassevergärung zurückbleibt, wird
agrartechnisch z.B. als Futter- und Düngemittel genutzt, die Schlempe
aus der Maisnutzung kommt in getrockneter Form als Maiskleberfutter
(dried distillers grains and solubles, DDGS) auch auf den europäischen
Markt. Mais als Rohstoff ist für Europa uninteressant, aber Zuckerrüben
und Zuckerrüben-Melasse, Kartoffeln so wie die verschiedenen
Getreide-Arten werden bereits eingesetzt. Die Bagasse aus der
Zuckerrohrvergärung wird aufgrund des geringen Nährwertes nicht direkt
als Futtermittel für die Tierernährung eingesetzt. Oft jedoch wird die
Restenergie der Bagasse über eine teils mehrstufige Methanvergärung in
den Energiekreislauf der Destillerie zurückgeführt, wodurch die Kosten
je Einheit produzierten Ethanols reduzierbar sind. Die Entwicklung der
Technik schreitet auf diesem Gebiet rasant voran, so dass zukünftig
Anlagen, die Wasser in beinahe Trinkwasserqualität abgeben, vorstellbar
sind. Schwachpunkt dieses Ansatzes und auch der bisher sehr
konkurrenzfähigen lateinamerikanischen, auf Zuckerrohr basierenden
Biokraftstoffproduktion ist die alleinige Ausrichtung auf die
produzierte Menge Ethanol. Trotz mangelnder Flexibilität liegt der große
Vorteil der Zuckerrohrnutzung jedoch in der günstigeren Rohstoffbasis,
dem deutlichen Standortvorteil und dem geringeren Kapitalaufwand durch
den Verzicht auf großvolumige Trocknungsanlagen. Zurzeit sind
Unternehmungen dieser Art die günstigsten Anbieter von Ethanol auf dem
Weltmarkt und stellen das Modell dar, das Neueinsteiger wie Indien und
Thailand wählen. Die Produktion aus Stärke und Zuckerrohr wird den
langfristig steigenden Bedarf an Bioethanol nicht decken können. Die nur
begrenzt zur Verfügung stehenden landwirtschaftlichen Anbauflächen,
ökologische Probleme bei der notwendigen Intensivierung der
Landwirtschaft und die Konkurrenz zum Lebensmittelmarkt stehen einer
großflächigen Produktion von Bioethanol auf diesem herkömmlichen Wege
entgegen. Eine kostengünstige und umweltschonende Alternative wäre, die
für den Menschen als Nutzpflanzen weniger interessanten Pflanzen oder
Pflanzenabfälle zu nutzen. Diese hauptsächlich aus Zellulose,
Hemizellulose und Lignin bestehenden Materialien fallen in hohen Mengen
an und sind billig. Ideal wäre dabei ein Verfahren, in dem in
sogenannten Bioraffinerien die Zellulose und Hemizellulose in vergärbare
Zucker umgewandelt und von den Hefen direkt in Ethanol vergoren werden.
Das Lignin könnte als Brennstoff zum Antreiben des Prozesses benutzt
werden. Allerdings verhindern zur Zeit noch einige technische
Schwierigkeiten den Einsatz dieses Verfahrens. Zum einen ist der Abbau
von Zellulose und Hemizellulose zu vergärbaren Zuckern aufgrund der
komplexen Struktur dieser Verbindungen im Gegensatz zur Verzuckerung von
Stärke schwierig und langsam. Zum anderen können die meisten der zur
Ethanolproduktion verwendeten Mikroorganismen nicht alle aus der
Hemizellulose freigesetzten Zuckerarten vergären. Für einen
wirtschaftlich ausgereiften Prozess ist dies jedoch eine wichtige
Voraussetzung. Einen großen Fortschritt in dieser Richtung haben
Forscher der Goethe-Universität Frankfurt gemacht, die eine neue Hefe
konstruiert haben, die in der Lage ist, nahezu alle in Pflanzenabfällen
vorhandenen Zuckerarten, die Hexosen und die Pentosen, zu Ethanol zu
vergären. Energiebilanz Die Nettoenergiebilanz der Alkoholerzeugung war nicht
immer eindeutig positiv, aber die Industrie konnte nnerhalb der
letzten 10 Jahre einige entscheidende Durchbrüche erzielen. Am
„Institute For Brewing and Distilling“ in Lexington (Kentucky) gelang
beispielsweise die natürliche Selektion einer extrem thermostabilen
Hefe, die eine Gärung bei weit höheren Temperaturen als bisher üblich
erlaubt und unter Laborbedingungen Alkoholgehalte bis zu 23 % in der
Vergärung von Mais erreicht; ein deutlicher Schritt gegenüber den sonst
üblichen 13 bis 14 %. Die hohe Gärungstemperatur bedeutet eine
erhebliche Energieersparnis bei der Kühlung und hinsichtlich der Dauer
des Gärvorgangs. Sie ermöglicht eine vollständigere Vergärung der
Maische. Auch die Enzyme, die den Rohstoffen zugesetzt werden, um Stärke
aufzuschließen und Glukose freizusetzen (?-Amylasen, Glucoamylasen),
haben eine Revolution erlebt. Die Wiederentdeckung des jahrtausend alten
Verfahrens der Trockenfermentation (Koji) bringt leistungsfähigere und
temperaturtolerante Enzymkomplexe hervor, die nicht nur Stärke und
Zucker, sondern auch Zellulosen und Hemizellulosen aufschließen. Aber
nicht nur die biologische Seite der Fermentation, sondern auch die
Anlagentechnik hat bedeutende Fortschritte erfahren. Der Wasserverbrauch
wurde deutlich reduziert, durch neues Hygienemanagement sind
Infektionen des Systems vermeidbar und durch Wasserentziehung mittels
Molekularsieben (Zeolithe) ist nahezu reines Ethanol nach der
Destillation zu erzielen. Die Sorge um eine negative Energiebilanz ist
begründet, kann aber durch neue Technologien überholt werden und die
ökonomischen Herausforderungen sind durch die Betrachtungen des
Gesamtkonzeptes einer „Fermentation von Getreide“ bezwingbar. Mit Blick
auf die Bilanzen zu Energie, Treibhausgas und Wirtschaftlichkeit
schneidet Getreide bei kalkulatorischer Berücksichtigung des
Futterwertes der Nachprodukte am Besten ab. Die vielfach aufgeworfene
Frage, ob angesichts des ungelösten Hungerproblems in der Welt die
Nutzung von Nahrungsmittelpflanzen zum Betrieb von Autos ethisch zu
rechtfertigen ist, bleibt davon unberührt, ebenso die Frage, ob der hohe
und wachsende Beschaffungsdruck sich auf die Ertragsfähigkeit der Böden
nicht schon relativ schnell negativ auswirken könnte. Engpässe könnten
in Deutschland durch Nutzung der stillgelegten landwirtschaftlichen
Flächen für Energiepflanzen überwunden werden. Landwirtschaft
und Ökonomie Dieser
Artikel oder Abschnitt bedarf einer Überarbeitung. Näheres ist auf der
Diskussionsseite angegeben. Hilf bitte mit, ihn zu verbessern, und
entferne anschließend diese Markierung. Getreide Hafer, Roggen, Gerste,
Weizen und Triticale liefern nach Durchlaufen der Fermentation je nach
Verfahren weit höherwertigere Futtermittel als Mais, Kartoffeln und
Zuckerrüben es bisher ermöglichten. Mit Proteingehalten von 40 % und
höher erreichen diese fermentierten Getreidefutter vielleicht potenziell
größere Märkte als nur der Einsatz im Kraftfutter für Milchvieh wie
bisher. Im Ethanolpreis müssen die Brenner jedoch mit dem Weltmarkt
konkurrieren, denn Kraftstoffalkohol fällt als frei handelbares Gut
nicht unter die regulatorischen Maßnahmen des Branntweinmonopols - ein
harter Kampf. Prognosen für die europäische Produktion zeigen einem
jährlichen Ausstoß von 7 Millionen Tonnen getrocknetem, fermentierten
Futter, davon alleine eine Million Tonnen in Deutschland, wozu deutsche
Destillerien bis zu 3 Millionen Tonnen Getreide aus der Landwirtschaft
einkaufen. Aber neben wenigen Pilotprojekten in kleinem Rahmen
existieren diese Anlagen in Deutschland bisher nur auf dem Papier und
nun gilt es, die Fehler der amerikanischen Ethanolbranche nicht zu
wiederholen. Dort sind von über 250 Unternehmen, die vor 20 Jahren in
dieses Geschäft einstiegen, nur zwei große übrig geblieben. Der
Untergang dieser Projekte ist größtenteils auf einen wesentlichen Fehler
zurückzuführen: Mangelndes Verständnis für das Potential des erzeugten
Nebenproduktes als Futtermittel. Die anfallende Schlempe wurde meist
gratis oder nur kostendeckend an die Landwirtschaft abgegeben. Dies wird
heute von den deutschen Schnapsbrennern ähnlich praktiziert, jedoch
verdienen diese Unternehmen am eigenen Markenprodukt oder am
höherwertigem Neutralalkohol in Getränkequalität. Für Ethanol als
Biokraftstoff jedoch steht der Preis fest. Ökonomische Beweglichkeit
gibt es daher im Rohwareneinkauf und in der Vermarktung der
Nebenerzeugnisse. Ein hoher Preis für die erzeugten Futter im Markt ist
realistisch, denn ein nach QS-Kriterien bewertetes europäisches
Erzeugnis, hergestellt durch ein natürliches Fermentationsverfahren
unter Einbeziehung aller futtermittelrechtlichen Regularien, ist genau,
was der Markt heute offen begrüßt. Jenseits des Atlantik sieht man diese
Gedankengänge mit Sorge, denn etwa ein Fünftel der dort anfallenden
Maiskleberfutter exportiert die nordamerikanische Ethanolbranche nach
Europa. Große Anstrengungen werden nun unternommen weitere Anwendungen
für „DDGS“ (destillers dry grain solubles) zu suchen. Die Entwicklung
wird deutlich in der 2002 eröffneten Bioraffinerie in Springfield,
Kentucky, der weltweit einzigen Anlage dieser Art. Dort entwickelt
Alltech Inc. für die Ethanol- und Futtermittelbranche nachgelagerte
Gärprozesse zur Erzeugung höherwertiger Futtermittel und neuer
Lebensmittelzusätze, sowie neue Zellulosekomplexe als
Futterzusatzstoffe. Der modernere Blickwinkel sieht das
Herstellen eines hochwertigen Futtermittels mit Ethanol als
Nebenprodukt. Gleich auf welches Produktionsziel die Betreiber ihr
Augenmerk richten, so begünstigt der biologische und technische
Fortschritt die Wirtschaftlichkeit aller anfallenden Produkte, denn eine
effizientere Maischepräparation führt zu einer effizienteren Gärung
aber auch zu reduzierten Wasserverbrauch, geringeren Trocknungskosten
und zu weniger Faserbestandteilen im Endprodukt. Eine effizientere
Gärung ermöglicht auch höhere Gehalte wertvolleren Proteins.
Fortschritte bei Destillation und Alkoholtrennung bedeuten mehr
Alkoholertrag und Fortschritte bei der Gestaltung von Trocknungsanlagen
bedeuten kostengünstigere Produktion des Futters. Eine effizient
laufende Anlage erzeugt zudem Futter in konstanter Qualität, wie sie die
Mischfutterbranche sucht. Als 8 bis 9 % Ethanol aus der Gärung Standard
waren, war die Diskussion um 14 % Utopie. Gute Anlagen in Nordamerika
fahren heute bereits 17 bis 18 %, sogar 19 % Ethanol und Prof. Ingledew
von der University of Saskatchewan in Kanada diskutiert Ethanolerträge
über 20 % als zukünftigen Standard in der Gärung. Eine Steigerung der
Effizienz des gesamten Systems ist auch bedeutsam für die Beurteilung
von Ethanol als ökologisch ausbalancierte Energiequelle durch die
Öffentlichkeit. Bisherige ökologische Gutachten auf Basis veralteter
Daten fielen eher zugunsten der Nutzung von Biogas oder Holz aus. Die
Fermentation von Getreide bedeutet im Wesentlichen einen Abbau
antinutritiver Effekte, die Erhöhung der Verdaulichkeit der
Mineralstoffe (Phosphor), eine teilweise Aufspaltung der Faserfraktionen
und eine deutliche Erhöhung des Proteinanteils bei verbesserter
Pansenstabilität. Da der Fermentationsprozess im Wesentlichen zu einer
Konzentration der Inhaltsstoffe führt, birgt dieser Prozess auch
Risiken, die nur durch Sorgfalt im Einkauf und der Anlagenführung zu
bewältigen sind. Denn auch die Konzentrationen einiger unerwünschter
Stoffe wie Schwermetalle und Mykotoxine erhöhen sich im Endprodukt.
Historisch lag gerade darin stets der große Vorteil in der Reinheit der
alkoholischen Erzeugnisse aus Destillationsverfahren, denn unerwünschte
Bestandteile blieben in der Schlempe zurück. Fusarientoxine werden durch
die Maischepräparationen und das Gärverfahren nicht abgebaut und liegen
relativ zur Rohware im Endprodukt in bis zu doppelter Konzentration
vor. Dieses Phänomen bedeutet auch, dass bisher eher im Hintergrund
auftretende Toxine wie Fusarinsäure in ein kritisches Niveau gelangen
können. Für den Ablauf des Gärungsverfahrens selbst ist die
Toxinkonzentration eher von untergeordneter Rolle, da die
Empfindlichkeit der eingesetzten Hefekulturen weit höhere
Konzentrationen betrifft als sie die Tierernährung diskutiert. Der
Rohwareneinkauf künftiger Brennereien, die Futter erzeugen möchten, muss
also sehr hohe Qualitätsanforderungen, ähnlich denen der Brauindustrie
verbindlich in der Landwirtschaft durchsetzen und diese beim
Futterverkauf argumentativ nutzen. Neben der Reinheit bestimmen nicht
Proteingehalt und Fallzahl sondern Stärke und Feuchte den Preis, da
geringe Schwankungen im Stärke- und Feuchtegehalt der Rohwaren
unmittelbar mit der Alkoholausbeute korrelieren. Die Hoffnung,
Biokraftstoffanlagen böten ein ideales Medium zur Vermarktung
drittklassiger Ware oder könnten gar der Beseitigung nicht
verkehrsfähiger Getreide dienen, ist schnell zerschlagen. Neue oder
schlicht andere Qualitätskriterien bestimmen den Markt und gerade darin
liegt wiederum die große Chance für die heimische Ware gegenüber dem
Import. Europa blickt heute auf Kraftstoffalkohol unter dem Aspekt der
Erfüllung des Kyoto-Protokolls und potentieller neuer Märkte für die
Landwirtschaft. Nach der Einführung von Biodiesel unter der Förderung
des Anbaus nachwachsender Rohstoffe ist dieser Ansatz für die
Landwirtschaft nicht neu, jedoch wurde bald deutlich, dass Diesel nicht
für alle Energiemärkte interessant ist und die Öffentlichkeit ein Auge
auf die Energiebilanz des Gesamtkonzeptes wirft. Die Frage, ob nach
Einbeziehung des Aufwands für den Anbau, der Raffinierung,
Weiterverarbeitung und Entsorgung netto mehr Energie erzeugt wird als
aufgewendet wurde und ob das Verfahren netto zu Reduktion der
CO2-Ausscheidungen beiträgt, steht ständig zur Diskussion. Hinzu kommt
die noch ungelöste Frage, ob die Öffentlichkeit gentechnisch veränderte
Pflanzen zur Erzielung höherer Erträge in diesem Zusammenhang
akzeptieren möchte. Biochemie Biosynthese-
Ein wichtiger Ethanollieferant des Menschen ist die Backhefe
(Saccharomyces cerevisiae). Dieser Schlauchpilz baut Glukose zu Pyruvat
ab, wie dies alle Organismen im Stoffwechselweg der Glykolyse tun, und
setzt Pyruvat zu Acetaldehyd - katalysiert durch die
Pyruvatdekarboxylase - und dieses zu Ethanol durch die
Ethanoldehydrogenase um. Dieser Prozess wird als alkoholische Gärung
bezeichnet.
ETHANOL (ALKOHOL)
Die regelmäßige
Einnahme von Ethanol kann zu einer Abhängigkeit (Alkoholkrankheit)
führen. Dabei werden alle Zellen des Körpers geschädigt. Insbesondere
leiden das Nervensystem und die Leber. Epilepsie, Psychosen, soziale
Vereinsamung und der verfrühte Tod können die Folge sein. In Deutschland
sterben über 73.000 Menschen jährlich vorzeitig aufgrund ihres
Alkoholmissbrauchs (Quelle: Deutsche Hauptstelle für Suchtfragen (DHS),
Jahresbericht 2004). Bei einer akuten Ethanolvergiftung hilft das
Herbeiführen des Erbrechens des Giftes. Dieses kann auch durch Auspumpen
des Mageninhalts erfolgen. Danach sollte viel Wasser getrunken oder -
falls nicht mehr möglich - intravenös physiologische Kochsalzlösung
infundiert werden.
Lichtspektrum einer blau leuchtenden Spiritusflamme
Eine 70 %ige, wässrige Ethanollösung dient zur
Desinfektion. Das Trinken von Ethanol oder alkoholischen Getränken nützt
jedoch nichts gegen Infektionen. Alkoholische Getränke mit einem
Ethanolgehalt von weniger als 16 % können sich selbst nicht keimfrei
halten. Deshalb sind die meisten Alkoholika etwa zur Desinfektion von
Wunden nicht geeignet. Portweinen wird deshalb Ethanol zugegeben, um zum
gewünschten Zeitpunkt den Fermentationsprozess zu beenden. Bei einer
Vergiftung mit Methanol wird als erste Maßnahme Ethanol intravenös
gegeben, sodass die Leber bzw. das Enzym Alkoholdehydrogenase die
Umwandlung des Methanols in seine toxischen Abbauprodukte hinausschiebt.
Ethanol bindet ca. 25 mal stärker an Alkoholdehydrogenase als Methanol.
Nach einer schweren Alkoholsucht mit Delirium tremens als
Entzugserscheinung gibt man Ethanol, um zugunsten eines dringenden
Eingriffes am Patienten die Symptome (u.a. Tremor) zu unterdrücken
Ethanol als Kraftstoff
für Ottomotoren
Herstellung
Ausblick