Bioethanol

Verwendung von Bioethanol:

1) als leistungsstarke Kraftstoffkomponente

Die Produktion des Oktanzahlverbesserers ETBE (Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether) war lange die bedeutendste Verwendung von Bioethanol in Europa. Durch die zunehmende beimischung von Bioethanol zu Ottokraftstoff hat die Nutzung von ETBE an Bedeutung verloren. ETBE besteht aus ca. 47 % Ethanol und aus 53 % Isobuten und wird Ottokraftstoffen zugesetzt. Benzin in Europa darf bis zu 15 % ETBE enthalten.

2) als Beimischung E5

E5 darf maximal 5% Bioethanol enthalten. Zur Zeit ist es der Standardkraftstoff in Europa. An den Tankstellen wird der Kraftstoff nicht als E5 ausgeschrieben, sondern als Super. Die Qualitätsparameter für E5 sind in der Norm EN228 festgelegt. Vor der Anpassung der europäischen Kraftstoffqualitätsrichtlinie mussten alle Ottokraftstoffe in Europa dieser Norm entsprechen.

3) als Beimischung E10

Die "Kraftstoffqualitätsrichtlinie" schuf die Möglichkeit für die EU-weite Einführung von E10-Kraftstoff, daher die Beimischung von 10% Bioethanol zu Ottokraftstoff. Obwohl die entsprechende Kraftstoffnorm inzwischen von allen Mitgliedsstaaten implementiert wurde, ist E10 in der EU bisher nur in Deutschland, Frankreich, Finnland und Belgien erhältlich. Die Qualitätsvorgaben für E10 sind in der Norm 51626-1 festgeschrieben.

Vor- und Nachteile:

Pro:

· Günstiger

· Höherer Wirkungsgrad

· Schont Gesundheit und Umwelt

· Regional Verfügbar

Contra:

· Teure Umrüstung der Autoherstellung

· Flächendeckendes Tankstellennetz benötigt

Biodiesel

HERSTELLUNG:

Der gebräuchlichste Prozess zu Herstellung von Biodiesel ist die Umesterung der Triglyceride mit Methanol, also der Ersatz des dreiwertigen Alkohols Glycerin. Die Herstellung des Biodiesels erfolgt in Batch- oder kontinuierlichen Reaktoren unter saurer oder basischer Katalyse.

Der erste Schritt ist die Umsterung ist unter Mischung der Methanol-, Katalysator- und Ölphase. Die Lösung wird für mehrere Stunden bei Temperaturen zwischen 50 und 70 °C 🌡gehalten, um die Reaktion zu vervollständigen. Nach der Beendigung der Reaktion liegt das Gemisch in zwei Phasen vor. Die leichtere Phase enthält Biodiesel mit Beimengungen von Methanol, die schwerere Phase besteht hauptsächlich aus Glycerin, überschüssiges Methanol, Nebenprodukte wie freie und neutralisierten Fettsäuren und Wasser💧. Anschließend wird die Biodieselphase abgetrennt und in weiteren Schritten gewaschen um Spuren von Lauge sowie das Methanol zu entfernen. Es wird schließlich durch Destillation getrocknet.

Die neutralisierte Fettsäure bildet eine Seife. Diese erschwert die Phasentrennung durch Bildung einer Emulision und muss unter Bildung freier Fettsäuren sauer gestellt werden.

(Quelle: Wikipedia)

Bild 1: In diesem Bild sieht man den Biodiesel, den die einzelnen Gruppen hergestellt haben.

Bild 2: In diesem Bild sieht man, dass Speiseöl viel dickflüssiger ist und das die Murmel viel langsamer sinkt.

VOR-UND NACHTEILE

Vorteile:

· Verbessert Energiesicherheit und -Vielfalt

· Reduziert schädliche Emissionen

· Fördert die Landwirtschaft👩‍🌾👨‍🌾

· Fördert ländliche Gemeinden

· Schafft und erhält grüne Arbeitsplätze

· Unterstützt die Eiweißherstellung 🥚

Nachteile:

· Die Kosten von Biodiesel liegen etwa beim 1,5 fachen Wert von konventionellem Diesel

· Nicht alle Diesel Pkw🚗 sind für den reinen Betrieb mit Biodiesel geeignet.

. Benötigt viel Energie bzw. Düngemittel

Anbauflächen/Konkurrenz zu Nahrungsmittel:

In diesem Unterkapitel wird überlegt ob der Anbau von Lebensmitteln oder von Rohstoffen für Biodiesel sinnvoller ist.

Die Diskussion rund um dieses Thema ist sehr groß. Bei der Biodieselproduktion mit Raps (Zuckerrüben, Getreide, etc.) ensteht ein Nebenprodukt (Rapsschrott; Rübenschnitzel; Getreidetrockenschlempe; etc..). Dieser Schrott ist sehr Eiweißhaltig und wird als Kraftfutter für Tiere genutzt, dadurch müssen keine Wälder für neue Felder gerodet werden. Man macht mehr Umsatz wenn man die Rohstoffe für Biodiesel nutzt. Ein Nachteil davon ist das Menschen hungern, da die Anbauflächen für Biodiesel genutzt werden.

Palmöl: Die Herstellung von Biokraftstoffen ist mit Palmöl kostengünstiger. Palmölplantagen zerstören den Regenwald. Palmöl ist für als die Hälfte der Abholzung von Wäldern verantwortlich.

Versuche zum Biodiesel:

• Öllampe:

Durchführung: Wir haben versucht mit den Materialien: einem Docht, einem leeren Kerzenhalter, einem Spatel, einem Gummiband und Speiseöl eine Öllampe zu bauen. Danach haben wir den Docht angezündet und gewartet ob unsere Kerze genauso brennt wie eine normale Kerze.

Ergebnis: Die Kerze hat gebrannt, jedoch nicht so lange wie eine normale Kerze.

• Speiseöl und Mineralöl im Vergleich:

Durchführung: Es wurden von beide Ölen 0,5 ml jeweils in ein Becherglas gegeben und danach in jedes circa 7 ml Ethanol. Danach wurden NaOH-Plätzchen hinzugefügt. Das Becherglas wurde geschwenkt dass sich die beiden Flüssigkeiten vermischen. Beide Gläser wurden danach auf die Herdplatte gestellt, erhitzt, abgekühlt und umgerührt.

Ergebnis: Das Speiseöl schäumt etwas. Das Mineralöl nicht. Aus Speiseöl ist Seife entstanden.

• Extraktion von Speiseöl:

Durchführung: 10g Leinsamen wurden gemixt/gemörsert. Dieses wurde mit Heptan extrahiert. Siehe Skizze.

Ergebnis: Man erhält einen Extrakt aus Leinöl im Lösungsmittel im Heptan.