HYDROGEIT - Der Wasserstoff-Guide

            STARTSEITE                  Wissen           Verlag           Media           Shop           über uns          Impressum          Kontakt

Wissen / Nachwachsende Rohstoffe



Industriepflanzen      Energiepflanzen      Biokraftstoffe


Industriepflanzen
NAchWAchsende ROhstoffe (NAWARO) sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte Produkte, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel Verwendung finden. Sie werden stofflich als Industrierohstoff, aber auch zur Erzeugung von Wärme, Strom oder Kraftstoffen, also als Energierohstoff genutzt.

Dabei zählen tierische Produkte wie beispielsweise Schurwolle, Leder, Häute, Talg und Gelatine ebenfalls zu den nachwachsenden Rohstoffen, wobei diese aber im Rahmen der Nahrungsmittelerzeugung in der Regel als Nebenprodukt anfallen und im Unterrichtspaket nicht weiter verfolgt werden.

Industriepflanzen werden nach Rohstoffgruppen klassifiziert. Man unterscheidet Faserpflanzen wie Faserlein oder Hanf, Ölpflanzen wie Raps, Sonnenblume oder Öllein, Stärke- bzw. Zuckerpflanzen, wie zum Beispiel Kartoffel, Weizen, Mais und Zuckerrübe, Eiweißpflanzen wie Ackerbohne, Eiweißerbse oder Lupine, Arzneipflanzen wie Baldrian, Mariendistel, Kamille und schließlich Färberpflanzen wie Färberwaid, Färberwau oder Krapp. Aus diesen Industriepflanzen lassen sich die Rohstoffe Öle und Fette, Stärke und Zucker, Proteine, Arzneien und Farbstoffe gewinnen.

Zur Gewinnung dieser Rohstoffe stehen eine Reihe von Verfahren zur Verfügung. Hier sollen exemplarisch die von Pflanzenöl und von Kartoffelstärke näher erläutert werden:

Um Öl zu gewinnen, wird die Ölsaat zunächst gereinigt und dann bei Bedarf (Bsp. Sonnenblumenkerne) geschält. Da die festen Zellwände für das Öl und auch für das später eingesetzte Extraktionsmittel undurchlässig sind, werden sie in einem nächsten Schritt durch Brechen, Mahlen oder Walzen, Quetschen zerstört, damit das Öl ausdringen bzw. das Extraktionsmittel eindringen kann. Nun wird die mechanisch vorbehandelte Ölsaat thermisch behandelt (Konditionierung). Eine Erhöhung der Temperatur verbessert zum Einen die Fließfähigkeit des Öls, es sollen dadurch aber auch Bakterien, Schimmelpilze zerstört werden. In einer Ölpresse wird durch Druck und Reibung das Öl abgetrennt. Übrig bleibt ein Presskuchen mit einem Restölgehalt, je nach Ölsaat von 11-25%. Dieses Restöl entzieht man nun durch Extraktion mit Hilfe von Hexan. Das Öl-Extraktionsgemisch wird durch anschließende Destillation in seine Bestandteile Öl und Extraktionsmittel aufgetrennt. Der übrig gebliebene Schrot wird der sog. Toastung zugeführt, bei der ein Teil des Lösungsmittels zurückgewonnen und der Schrot getrocknet wird. Der trockene Ölpflanzenschrot dient als universales Eiweißfuttermittel. Das gepresste Öl und das durch Extraktion gewonnene Öl wird nun in einer sog. Entschleimungsstufe von Fettbegleitstoffen (Schleimstoffen) befreit. In der nun folgende Raffination werden die freien Fettsäuren durch Zugabe von Natronlauge neutralisiert, um einen ranzigen, seifigen Geschmack zu verhindern. Die dabei entstehenden Natriumseifen werden abgetrennt. Durch eine anschließende Bleichung verbessert man die Haltbarkeit des Öles und eventuell auch sein Geschmack und Geruch. Nach einer zweitägigen Lagerung unter dem Schmelzpunkt erfolgt die Desodorierung. Dabei werden durch Wasserdampfdestillation im Vakuum bei 250°C unter anderem unangenehme Geschmacks- und Geruchsstoffe sowie restliche Farbstoffe entfernt.

Ganz anders erfolgt die Gewinnung von Stärke aus Kartoffeln. Die Knollen werden nach Anlieferung in der Stärkefabrik zunächst gereinigt und zerrieben. Fruchtwasser und feste Stoffe (Reibsel) werden in einem sog. Dekanter abgetrennt. Das Fruchtwasser wird entweder als Düngemittel verwendet oder in einer Eiweißanlage zu einem eiweißhaltigen Futtermittel in Pelletform verarbeitet. Vom übriggebliebenen „Reibsel“ wird mit Hilfe eines Zentrifugalsiebes die Stärkemilch von der sogenannten Kartoffelpülpe (= abgetrennte Rohfasern des Zellgewebes) getrennt. Die Stärkemilch, die vorwiegend Stärke enthält, wird entwässert und getrocknet. Das erhaltene Produkt ist native Stärke.

Die aus Pflanzen bzw. Pflanzenteilen gewonnenen Rohstoffe sind Ausgangsstoffe für die industrielle Produktion:

Pflanzenöle werden zum Beispiel für die Herstellung von Schmierstoffen wie Motorenöl, Getriebeöl, Abschmierfett oder Hydrauliköl verwendet, aber auch für Kosmetikzusätze und Waschmittel. Die Inhaltsstoffe der Arzneipflanzen werden industriell in der Pharmazie und Kosmetikindustrie genutzt. Je nach ihrer Länge lassen sich aus Fasern beispielsweise des Flachs oder von Hanf Textilien, Dämmstoffe oder Formpressteile (Türverkleidungen in Fahrzeugen), Garne oder Seile fertigen. Die Verwendung der Farbstoffe aus den Färberpflanzen hat mit der Entwicklung der synthetisch hergestellten Pflanzen zwar ihre Bedeutung verloren. Als Reaktion auf Emissionen gesundheitsgefährdender Substanzen entsteht allerdings heute wieder eine Nachfrage nach Farben auf natürlicher Basis. Aber nicht nur in der Baubranche, sondern auch in der Textil- und Spielzeugbranche könnte der Einsatz natürlicher Farbstoffe interessant werden. Stärke kommt in der chemischen Industrie und in der Verpackungsindustrie zum Einsatz. Sie findet Verwendung in der Papier- und Pappeherstellung, als Klebe- und Bindemittel, in der chemisch-pharmazeutischen Industrie und kosmetischen Industrie. Auch bei der Herstellung von Biokunststoffen wird der Rohstoff genutzt. Mehr als ein Viertel der in Deutschland hergestellten Biokunststoffe basieren auf Stärke. Ihrer zunehmenden Bedeutung in der stofflichen Verwertung trägt das Unterrichtspaket Rechung, indem im Modul ein Schwerpunkt auf die Gewinnung dieses Rohstoffes und auf das Vorstellen von Stärkeprodukten gesetzt wird.

NAWARO zeigen in ihrer biologischen Abbaubarkeit innerhalb kurzer Zeit und in ihrer toxikologischen Unbedenklichkeit deutliche Umweltvorteile. Da sie beim Wachstum der Umgebungsluft soviel CO2 entziehen wie bei ihrer späteren Kompostierung oder Verbrennung freigesetzt wird, leisten sie einen Beitrag zu nahezu geschlossenen CO2-Kreisläufen und damit zur Reduzierung des Treibhauseffektes. Der Einsatz nachwachsender Rohstoffe schont endliche fossile Ressourcen. Werden nachwachsende Rohstoffe dort angebaut, wo sie dann auch Verwendung finden, werden zudem Transportwege eingespart.

Das Aufzeigen der Einsatzmöglichkeiten nachwachsender Rohstoffe in der industriellen Produktion und ihrer Vorteile gegenüber fossilen Rohstoffen darf aber nicht darüber hinweg täuschen, dass ihr Marktanteil in Deutschland noch sehr klein ist und Verbraucher ihnen in einigen Branchen noch vergleichsweise wenig Aufmerksamkeit schenken.

Dies sind Auszüge aus dem kostenlosen für die Ausbildung bestimmten Unterrichtsmaterial "Nachwachsende Rohstoffe" der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR).


Top

 

© Hydrogeit