24.02.2020
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12.02.2020

Innovation & Forschung

Forscher machen Biosprit-Produktion billiger

Wissenschaftler der Rutgers University haben ein kostengüstiges Verfahren zur Herstellung des Biotreibstoffs Ethanol entwickelt. Schlüssel ist dabei die Vorbehandlung, also die Trennung des Zuckers von den übrigen Bestandteilen der Pflanzenabfälle. Forschungsleiter Shishir P. S. Chundawat und sein Team setzen hierzu ein in Wasser gelöstes Ammoniumsalz ein.

Die Abbildung zeigt, wie massive Pflanzenfasern aufgebrochen werden.
Die Abbildung zeigt, wie massive Pflanzenfasern aufgebrochen werden.

"Unsere Vorbehandlung reduziert den Bedarf an Enzymen zur Abtrennung des Zuckers um 50 Prozent ", so die Forscher der Rutgers University.

Weniger teure Enzyme nötig

Die Enzymkosten machen 15 bis 20 Prozent der Herstellungskosten von Ethanol aus. Außerdem läuft der Prozess bei Raumtemperatur ab. Das spart doppelt Kosten. Der gewonnene Zucker wird nach altbekannten Methoden in Biofermentern in Alkohol umgewandelt. Genauso gehen Brennereien, die Hochprozentiges herstellen sowie Bierbrauer und Winzer vor. Die Umwandlungsarbeit leisten Hefen, die teilweise für die unterschiedlichen Zuckerarten optimiert werden.

Auf diese Weise lässt sich beispielsweise aus Stroh und Rutenhirse, besser bekannt als Präriegrass, das in den USA in großen Mengen wächst, Zucker zu Ethanolherstellung nutzen. In diesen Pflanzenabfällen ist der Zucker fest eingeschlossen. Um ihn zu gewinnen, versuchten es viele Forscher bisher mit heißen Säuren. Doch mit Ammoniumsalzen geht es schneller und billiger, wie die aktuelle Arbeit zeigt. Ammoniumsalze entfernen aus Bioabfällen zudem mehr als 80 Prozent des darin enthaltenen Lignins, den pflanzlichen Kleber. Lignin kann abgetrennt und als Rohstoff in der Chemieindustrie genutzt werden.

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Neutronenstreuung gibt Aufschluss

Was genau beim Aufschluss der Pflanzenabfälle vor sich geht, machte ein Instrument namens Bio-SANS sichtbar. Es wird vom staatlichen Oak Ridge National Laboratorium  im US-Bundesstaat Tennessee betrieben. Es handelt sich um eine auf biologische Werkstoffe ausgerichtete Anlage zur Neutronenstreuung. Sie macht innere Strukturen indirekt sichtbar. Aus den Streumustern lässt sie sich errechnen.

Quelle: UD/pte
 

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