Vom Bier bis zum Biosprit: Alles aus einer Pflanze

Fünfter Teil der Serie zum ThyssenKrupp IdeenPark

08.08.2012

Jungforscher unter sich: Das Bierbrauen ist der erste Schritt zur hin vollständigen Verwertung der Gerste. Um die Kleinbrauanlage versammelt sind (v.l.n.r.): Timo Ranke, Christian Kirsch, Christoph Cammin, Clemens Terasa und Lars Fischer
Jungforscher unter sich: Das Bierbrauen ist der erste Schritt zur hin vollständigen Verwertung der Gerste. Um die Kleinbrauanlage versammelt sind (v.l.n.r.): Timo Ranke, Christian Kirsch, Christoph Cammin, Clemens Terasa und Lars Fischer
Foto: TUHH/Brinkmann

Eine Gruppe Studenten der Technischen Universität Hamburg bedient vielversprechend die Klaviatur von Verfahrenstechnik und Biotechnologie. Auf dem IdeenPark in Essen demonstriert sie am Beispiel der Gerste die vollständige Verwertung einer Pflanze durch verfahrens- und biotechnische Prozesse. "Neben Bier entstehen aus den Rückständen Biosprit und umweltfreundliche Kunststoffe, die beispielsweise für Verpackungszwecke genutzt werden können. Am Ende der Prozesskette ist im Sinne einer Bioraffinerie die gesamte Pflanze verwertet. So wird alte Tradition mit neuester Forschung verknüpft", sagt Verfahrenstechniker Christian Kirsch. Er ist Mitglied sowohl in der studentischen „Braugemeinschaft Campusperle“ als auch in der Arbeitsgemeinschaft DestillING, die das vielversprechende Projekt mit Unterstützung des TU-Instituts für Thermische Verfahrenstechnik vorantreiben.

Als Teil der Anlage habe die Studierenden eine Kleinbrauanlage nach Essen geschafft. In einem 100 Liter Kessel maischen stundenlang Wasser und Malz. Dabei wird die im Malz enthaltene Stärke zu Zucker abgebaut und herausgelöst. Während des Läutervorgangs werden feste Komponenten wie Spelzen aus dem Sud gefiltert. "Diese Abfälle, die eine Menge ungelöster und nahrhafter Proteine enthalten, werden oftmals an das Vieh verfüttert. Wir arbeiten daran, dass die Proteine zukünftig innerhalb der Brauanlage herausgelöst und zu natürlichem Plastik verarbeitet werden, das ebenfalls essbar ist", erklärt Kirsch. Ist dem Sud der Hopfen zugeführt, leitet schließlich die Zugabe der Hefe den Gärprozess ein. Dabei setzen Kulturen die Zuckerbestandteile in der Lösung teilweise in Alkohol um. Das so entstandene Jungbier lagert nach Abtrennung der Hefen unter Verschluss ab, um die nötige Kohlensäure sowie den so einzigartigen Geschmack zu entwickeln.

In der Destillationskolonne wird das Wasser aus der Lösung herausdestilliert. Es entsteht hochprozentiger Alkohol, der als Biosprit verwendet werden kann
In der Destillationskolonne wird das Wasser aus der Lösung herausdestilliert. Es entsteht hochprozentiger Alkohol, der als Biosprit verwendet werden kann
Foto: TUHH/Brinkmann

In einem zweiten Schritt demonstrieren die Studenten auf der Messe in Essen, wie die Zellulose - ein Rückstand des Brauprozesses - von Enzymen in kleinste Teile zerlegt wird. Das geschieht in zwei Glasbehältern. Der eine ist enthält Zellulose und Enzymen. In ihm vollzieht sich die so genannte enzymatische Verzuckerung. In einem zweiten Schritt werden die in der Masse befindlichen Zucker mit Hilfe von Hefe biologisch vergoren. Die Vergärung von Zucker zu Alkohol ist eine der bekanntesten chemischen Reaktionen überhaupt. "Doch um daraus Biosprit herzustellen, muss der Alkohol aus dem Gäransatz herausdestilliert werden", so der 28 Jährige Doktorand Kirsch. Das geschieht in einer Destillierkolonne, einem weiteren Exponat auf dem Stand der Studenten im IdeenPark. "In der Destillationskolonne sind auf engem Raum viele Destillationsstufen hintereinander verbaut, um eine möglichst gute Trennung der Stoffe zu erreichen. Dadurch kann der während der Gärung gewonnene Alkohol gereinigt werden, um ihn als Biosprit nutzbar zu machen."

Hin und wieder befüllen die Studierenden der Technischen Universität Hamburg mit dem gewonnenen Ethanol den Tank eines selbst fahrenden Rasenmähers und drehen damit einige Runden auf den Grünflächen der Universität.


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