Biokraftstoffe

Question 1

Wie kann man Lipide (Öle) in Kraft- und Brennstoffe umwandeln?

Answer 1

Produktion von Biodiesel (hydrierte Pflanzenöle) durch Umesterung mit Methanol oder Hydrierung mit H2

Question 2

Wie kann man Zucker/ Stärke in Kraft- und Brennstoffe umwandeln?

Answer 2

Man kann Ethanol durch alkoholische Fermentation produzieren

Question 3

Wie kann man Lignozellulose in Kraft- und Brennstoffe umwandeln?

Answer 3

• Lignozellulose in Zellulose und Lignin aufschließen, wo er Zellulose fermentiert werden kann, wie Zucker und Stärke
• direkte Verflüssigung in Biogene Öle durch Flash Pyrolyse
• Vergasung, um Synthesegas zu produzieren

Question 4

Was ist die Bruttogleichung für Alkoholgärung?

Answer 4

C6H12O6 + Wasser + Wärme + Hefe → 2 C2H5OH + 2 CO2 + Schlempe

Hinweise:
- C6H12O6 + Wasser = Maische
- Schlempe —> getrocknet und als Futtermittel eingesetzt

Question 5

Was muss bei stärkehaltigen Pflanzen gemacht werden, bevor die Alkoholgärung durchgeführt wird?

Answer 5

◼ Zugabe Enzyme
◼ Umwandlung Stärke zu Zucker + Wasser → Maische

Question 6

Was sind die Bedingungen für Alkoholgärung?

Answer 6

◼ Hefen sind fakultativ anaerobe Pilzstämme, d. h. sie können sowohl im aeroben als auch im anaeroben Medium existieren
◼ Hefen können nur 4 – 5 Generationen vollständig anaerob wachsen → absatzweise Fermentation oder
→ gezielte O2-Zufuhr für kontinuierliche Fermentation erforderlich
◼ Temperatur: 20 – 40°C
◼ pH-Wert: 3,5 – 6
◼ Produktlimitierung:
- ab 20 g/l Ethanol: beginnende Hemmung
- ab 110 g/l Ethanol: Einstellung der Ethanolproduktion

Question 7

Was passiert mit Zucker in Anaerobes Milieu?

Answer 7

Ethanolproduktion: C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2

Question 8

Was passiert mit Zucker in Aerobes Milieu?

Answer 8

Wachstum: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Biomasse

Question 9

Was sind alternative Verfahren für Biokraftstoffen?

Answer 9

◼ Bio-Wasserstoff
◼ Bio-Butanol

Question 10

Wie wird Bio-Wasserstoff durch Bio-Prozesse produziert?

Answer 10

◼ Wasserstoff ist ein Stoffwechselzwischenprodukt der Methangärung und wird in der Acidogenese und Acetogenese bevor der Methanogenese gebildet
◼ Die reine H2-Produktion ist energetisch ungünstig und sollte an eine nachgeschaltete Methanstufe gekoppelt werden

Question 11

Was sind die optimale Prozessparameter für Bio-Wasserstoff Produktion?

Answer 11

▪ Thermophile Prozesstemperatur: 60°C
▪ Verweilzeit: 2 Tage (Mais)
▪ pH 5 - 5,5

Question 12

Durch welches Prozess wird Bio-Butanol produziert?

Answer 12

◼ Prinzip: ABE (Aceton-Butanol-Ethanol) Fermentation
◼ Verwendete Mikroorganismen: Clostridien (Bakterien)

Question 13

Was sind die Vorteile von Butanol gegenüber Ethanol?

Answer 13

◼ Verwendbar in reiner Form oder dem Benzin beigemischt
◼ Keine Motoranpassungen notwendig
◼ Sichere Handhabung, aufgrund des geringeren Dampfdrucks
◼ Nicht hygroskopisch
◼ Weniger korrosiv → Zugriff auf existierende Infrastruktur (Lagertanks, Pipelines, Pumpen, etc.)
◼ Höherer Energiegehalt