Datum: 09.11.2012
Alea iacta est
Die Würfel sind gefallen. Der erste Meilenstein des Projekts ist erreicht:Wir wollen Bioethanol aus Zuckerrüben produzieren!
Die Rahmenbedinungen, das heißt, welche Schritte dafür notwendig sein werden, sind ebenfalls schon festgelegt.
Das Projekt wird zunächst in einen theoretischen und einen praktischen Teil gegliedert. Bei ersterem wird sich ein Team in die Lage eines Landwirtes versetzen und die Aspekte Anbau, Wirtschaftlichkeit bis hin zur Ökologie der Agrarflächen behandeln.
Das zweite Team wird die Zucker und Ethanolproduktion in der Großindustrie unter die Lupe nehmen. Welche Vorteile könnte die Herstellung von Ethanol aus Zuckerrüben im Gegensatz zu jener aus Getreide haben? Wie läuft der verfahrenstechnische Prozess von der Vorbehandlung bis zur Aufreinigung ab? Letztere Frage wird Hauptteil unserer praktischen Arbeit sein. Sie ist in Up-Stream-, Fermentation und Down-Stream-Processing untergliedert.
Hierfür gilt es zunächst die Utensilien zu besorgen. Wichtig sind vor allem die richtige Hefe für die Vergärung, Behältnisse die für anaerobe Verhältnisse sorgen und Messgeräte, zum Beispiel für den Alkoholgehalt.
Als letzter Punkt stünden noch mögliche Exkursionen zum Beispiel zur Rübenernte oder in eine Bioethanolanlage auf dem Plan.
Das soll es für diese Woche erst mal gewesen sein. Nächste Woche geht es vielleicht schon etwas mehr ins Detail!Beste Grüße
vom Zucker-Projektteam FH Frankfurt WS 12/13
Datum: 04.11.2012
Zucker - Das weiße GoldSehr geehrte Damen und Herren,
Wir sind ein aus Studenten der Fachhochschule Frankfurt bestehendes Team aus dem Studiengang Bioverfahrenstechnik. Der Großteil von uns ist im fünften Semester, in welchem das Modul "Schlüsselqualifikationen" vorgesehen ist. Jenes sieht eine sich über das komplette Semester andauernde Projektarbeit vor, in welcher wir Studenten über die fachlichen Qualifikationen eines Ingenieurs hinaus schauen werden.
Teamfähigkeit, das strukturierte Vorgehen bei der Dokumentation und auch im anschließenden Vortrag sowie das Verkaufen des Produkts sind nur einige Fähigkeiten, welche in diesem Modul gefördert werden sollen.
Wir haben uns nun dazu entschlossen, sich mit dem Thema Zucker zu befassen; Ein weites Feld, gibt es doch verschiedene Möglichkeiten Zucker zu gewinnen oder gar synthetisch herzustellen. Auch bei der Weiterverarbeitung, wie zum Beispiel der Vergärung von Zucker zu Bioethanol, bietet dieser ein großes Spektrum an Möglichkeiten.
Genauso ist die Frage nach Verwendung von Nebenprodukten entscheidend (Futtermittel, Biogas) Momentan befindet sich das Projekt aber noch in der frühen Phase, in der es gilt eine präzise Zielsetzung zu finden.
Zunächst haben wir die Verarbeitung lokaler Zuckerrüben als Ziel ausgegeben. Diese können für die Fermentation zu Bioethanol oder zur Zuckerextraktion genutzt werden. Auch alternative Süßungsmittel (Stevia, Xylit, ...) als Objekt der Gegenüberstellung stehen noch im Raum. Die Konkretisierung des Projektes sollte aber in den nächsten Tagen abgeschlossen sein.
Über die weitere Vorgehensweise werden wir in der nächsten Woche an dieser Stelle informieren.
Beste Grüße
vom Zucker-Projektteam FH Frankfurt WS 12/13
(v.l.n.r) Anni, Hatice, Isabelle, Farida, Anja, Emine, Melanie, Ayse, Nasif, Fabian, Mischa, Julian, Johannes, Steffen, Stanko, Lukas, Sebastian, Jena
Projektleiter
Presseteam
Wir werden unsere Projektarbeit "Bioethanol aus Zuckerrüben" von verschiedenen Positionen betrachten. Zum einen werden wir uns mit den Möglichkeiten für die Großindustrie beschäftigen, zum anderen interessieren uns die Chancen für die Landwirtschaft.
Die Verwendung von Bioethanol als Treibstoff ist so alt wie das Auto selbst. Schon im 19ten Jahrhundert setzten der Entwickler des Otto-Kraftstoffs und der Automobilhersteller Henry Ford auf Kraftstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen. Seit dem Anstieg des Erdölpreises und dem Kyoto-Protokoll wächst die Jahresweltproduktion stetig.
Der Verfahrenstechnische Prozess allgemein, verwendet Stärke- und zuckerhaltigen Pflanzen, welche durch verschiedene verfahrenstechnische Schritte zu Bioethanol verarbeitet werden. Um einen groben Überblick zu erhalten lässt sich der Prozess in drei Schritte gliedern: Zuckerextraktion, Fermentation und Destillation. Die Zuckerextraktion ist die Gewinnung des Rohstoffes Zucker aus stärke- und zuckerhaltigen Pflanzen. Bei der Fermentation wird mit Hilfe von Hefestämmen der Zucker zu Ethanol vergärt. Daran schließt sich die Destillation, sie dient dazu den Alkoholgehalt zu steigern.
Bioethanol hat sich weltweit als Biokraftstoff Nr. 1 etabliert und dessen Marktanteil ist in den letzten Jahren rasant gestiegen. Besonders in Brasilien und den USA wird Bioethanol schon seit Jahren als Ersatz für die fossilen Kraftstoffe verwendet, während in der EU erst seit der Biokraftstoffrichtlinie von 2003 die Bioethanolproduktion möglich ist. Produktionsspitzenreiter ist mit 54,2 Mio. m3 im Jahr 2011 die USA, wo Bioethanol aus Mais hergestellt wird, gefolgt von Brasilien mit 22,9 Mio. m3.
Ebenso ist Bioethanol aufgrund drastisch gestiegener Rohölpreise in den letzten Jahren immer mehr in den Fokus der Politik gekommen. So bestand Grund zur Verbesserung der Bedingungen für Produktion und Ausbau von Biokraftstoffen. Zu Beginn des Jahres 2003 wurde über Steuerbegünstigungen bei der Biodieselproduktion entschieden. Die Zielvorgabe bis zum Jahre 2010 war die Beimischungspflicht von 5,75%. Im Juni 2009 verabschiedete die EU die Erneuerbare Energien Richtlinie, diese sollen bis 2020 einen Marktanteil im Verkehrssektor von 10% erreichen. Anfang 2011 wird E10 in Deutschland eingeführt. Seit einigen Monaten fühlen sich immer mehr Investoren allerdings von der EU vor den Kopf gestoßen. Grund hierfür ist der Beschluss einer EU-Kommission zur Senkung der Zielvorgabe des Anteils von Biosprit am Gesamttreibstoff. Zudem steht immer wieder der Zusammenhang zwischen dem Anbau von Energiepflanzen in Europa und der Vernichtung von Regenwald zur Schaffung von Ackerbau im Fokus. Ebenso wie die Bioethanolproduktion als Ursache für Hunger in Entwicklungsländern. Die Subventionen der EU für die einheimische Zuckerproduktion haben auch einen fragwürdigen Einfluss auf den Bioethanol-Markt. Bioethanol aus Zuckerrüben wird dadurch finanziell unrentabel gemacht.
Seit mehr als 200 Jahren bildet der Anbau von Zuckerrüben in Deutschland die Grundlage für die Erzeugung von Zucker. Dieser stellt hohe Ansprüche an die Beschaffenheit, Düngung, Bearbeitung des Bodens und das Klima. Die Felder werden Mitte März mit Hilfe von Einzelkornsämaschinen bestellt. Eine so frühe Saatzeit ist vonnöten, da über eine lange Wachstumszeit hohe Erträge erzielt werden können. Die Erntezeit beginnt Mitte September und endet im November, wobei eine spätere Ernte bei guter Witterung den Vorteil des höheren Zuckergehalts der Rüben birgt. Der durchschnittliche Ernteertrag liegt bei 73 Tonnen je Hektar. Weiterhin werden beim Vergleich der Zuckerrübensorten verschiedene Leistungsmerkmale festgestellt. Alle Sorten benötigen jedoch einen hohen Grad an Schutz und Pflege, damit die Ertrags- und Qualitätsverluste gering bleiben.
Nach der Zuckermarktordnung von 1968 wurde ein Quotensystem festgelegt, welches Abnahmepreise garantiert. Diese hatten Überproduktion und das Verkaufen von Zucker unter dem Marktpreis zur Folge. Reformiert wurde dieses wirtschaftliche Ungleichgewicht im Jahre 2006, indem die Zuckerquoten, der Richtpreis von weißem Zucker und der Preis für die Rüben gesenkt wurden. Allerdings geschah dies nicht zum Vorteil der Bauern, da nun viele Felder brachliegen. Diese Ertragslücken werden durch staatliche Subventionen ausgeglichen. Zudem mussten zahlreiche Zuckerfabriken geschlossen werden. Eine Überlegung wäre es die Zuckerrübenproduktion durch Abschaffung der Quotenregelung und Umlenkung der Erträge in die Produktion von erneuerbaren Energien, wie zum Beispiel Bioethanol, für die Bauern wieder lohnenswert zu machen.
Allerdings muss auch berücksichtigt werden, dass ein reiner Zuckerrübenanbau aus dem Blickwinkel der Nachhaltigkeit für die Böden nicht erstrebenswert ist. Auf den Feldern dürfen nicht ausschließlich Zuckerrüben angebaut werden, es müssen sogenannte Zwischenfrüchte gepflanzt werden, da übermäßiger Anbau von Zuckerrüben zu Bodenerosion führt. Weitere negative Aspekte sind die Nährstoffauswaschung und der Oberflächenabfluss aufgrund des Bodenabtrags. Somit ist eine durchdachte Bepflanzungsstrategie für die Umweltschonung unbedingt notwendig.
Kontaktdaten:
Fachhochschule Frankfurt am Main
Nibelungenplatz 1
60318 Frankfurt am Main
Telefon: 069 / 1533-0
Telefax: 069 / 1533-2400
E-Mail: post@fh-frankfurt.de Projektleiter: Sebastian Meyer
Malapertstraße 7
60320 Frankfurt am Main
E-Mail: s.meyer@stud.fh-frankfurt.de Haftungsausschluss / Disclaimer 1. Inhalt des Onlineangebotes
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