Im letzten Schritt wird die wasserhaltige Lösung aus dem Apfeltrester destilliert, so dass reines Ethanol entsteht. Foto: S. Jachalke für die TU und Bergakademie Freiberg
Chemikerin entwickelt Verfahren, um Ethanol aus Apfelresten zu gewinnen
Freiberg, 13. Januar 2021. Statt Bio-Treibstoff aus Getreide, Raps oder Zuckerrüben zu brauen, wie bisher üblich, hat die Freiberger Chemikerin Dr. Doreen Kaiser nun ein neues Verfahren entwickelt: Sie stellt den Biosprit-Grundstoff Ethanol mit Apfelschalen und anderen Fruchtresten aus der Saftpresse her. Das geht aus einer Mitteilung der Bergakademie und TU Freiberg hervor. Dies eröffne für Obstpresse-Betreiber ganz neue Umsatzpotenziale.
Trester endet bisher meist als Viehfutter
Bisher landen Stielen, Kernen, Fruchtfleisch und Schalen nach der Apfelsaft-Produktion meist als Tierfutter im Stall. Dieser Apfeltrester enthält unter anderem Zucker, Stärke, das Verdickungsmittel Pektin und Zellulose. Aus diesen Stoffen lassen sich durch Hydrolyse (Aufspaltung mit Wasser) und anschließende Fermentation (Gärung) beispielsweise Alkohol, Essig und Zitronensäure gewinnen.
Konzentrationsschwächen mit Pilzen überwunden
Bisher war die Ethanol-Konzentration bei solchen Prozessen aber zu niedrig, um diesen Alkohol sinnvoll verwerten zu können. Dr. Doreen Kaiser und Chemieprofessor Martin Bertau von der Bergakademie haben nun aber eine Methode gefunden, um die Alkohol-Konzentration zu erhöhen – von 4,7 auf nun sechs Prozent. Sie haben dabei mit Pilz-Mikroorganismen des Typs „Penicillium verruculosum“ Enzyme gewonnen, die die langkettigen Zuckermoleküle in den Apfelresten zu Einfachzucker aufspalten. Diese kurzen Zuckermoleküle konnten sie dann mit Hefe vergären und die Lösung destillieren. „Im Vergleich zu den bisher eingesetzten Biokatalysatoren hat sich der Cellulasekomplex aus Penicillium verruculosum als besonders robust gegenüber Störfaktoren der Reaktion herausgestellt“, schätzte Doreen Kaiser ein. Dadurch sei es letztlich gelungen, Ethanol in höherer Konzentration zu gewinnen.
300.000 Tonnen Apfelabfall pro Jahr in Deutschland
Ethanol ist ein Alkohol, aus dem sich Desinfektionsmittel und Bio-Kraftstoffe abfüllen lassen. Und das Potenzial des nun entwickelten Prozesses ist groß: Deutsche Saftpressen stellen jährlich rund 650 Millionen Liter Apfelsaft her. Dabei entstehen laut Statista als Abfallprodukt rund 300.000 Tonnen Apfeltrester.
Chemiker wollen auch Aromen aus Holzresten gewinnen
Das Ethanol-Projekt ist Teil umfangreicherer Bioraffinerie-Forschungen an der Bergakademie Freiberg. Sie zielen auf neue Verwertungsprozesse für Pflanzenabfälle und andere „Biomasse“ aus der Agrarproduktion. Unter anderem arbeitet das Institut für Technische Chemie daran, aus Lignin-Holzresten diverse Aromastoffen zu gewinnen.
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: TU Freiberg, Wikipedia
Wissenschaftliche Publikation:
Doreen Kaiser, Martin Bertau: „Enzymatische Hydrolyse und Fermentation von Apfeltrester”. Zeitschrift „Chemie Ingenieur Technik“ 92. https://doi.org/10.1002/cite.202000139
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