Was ist Ethanol?
Ethanol ist eine Art Alkohol und ein organisches Lösungsmittel, das für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Sterilisation und Desinfektion, verwendet wird.
Es ist sehr flüchtig und muss in einem Behälter versiegelt und an einem kühlen, dunklen Ort gelagert werden.
Anwendungen von Ethanol
Ethanol hat ein sehr breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten. Beispiele für spezifische Verwendungen sind folgende.
1. Desinfektion
Als Desinfektionsalkohol wird Ethanol zur Desinfektion von Fingern, Haut, medizinischen Instrumenten und Operationsstellen sowie von Krankenhauswänden und -böden verwendet. Der Verbrauch hat insbesondere seit dem Ausbruch neuer Coronavirus-Infektionen drastisch zugenommen.
Desinfektionsethanol enthält in der Regel neben Ethanol auch etwa 30 % Wasser. Diese Konzentration gilt als ausreichend für eine wirksame Desinfektion von Bakterien und Viren. Die Beimischung von Wasser macht es weniger flüchtig und verlängert die Verweildauer der desinfizierenden Inhaltsstoffe an der Desinfektionsstelle, wodurch die Desinfektionswirkung erhöht wird.
2. Lösungsmittel in industriellen Anwendungen
Sie werden als Verdünnungsmittel in Kunstharzfarben und Beschichtungen verwendet. Wasserfreies Ethanol mit einer Ethanolkonzentration von 99,5 % oder mehr wird auch als Reinigungsmittel in Drogerien verkauft und kann von normalen Verbrauchern gekauft und verwendet werden.
3. Lebensmittelzusatzstoffe
Fermentiertes Ethanol, das aus natürlichen Rohstoffen hergestellt wird, wird für Lebensmittelkonservierungsmittel und Würzmittel verwendet. Darüber hinaus ist Ethanol einer der Hauptbestandteile von alkoholischen Getränken, obwohl dies nicht der eigentliche Verwendungszweck von Ethanol ist. Es ist in Bier, Wein, Whisky, Sake, Shochu usw. enthalten. Ethanol wird bei der Herstellung von alkoholischen Getränken durch Gärung gewonnen.
Eigenschaften von Ethanol
Ethanol ist eine farblose, transparente, brennbare Flüssigkeit mit der chemischen Formel C2H5OH und einem Molekulargewicht von 46,07. Es hat einen Schmelzpunkt von -114,1 °C, einen niedrigen Siedepunkt von 78,5 °C und ist sehr flüchtig, d. h., es verdampft schon bei Zimmertemperatur leicht. Dies ist eine nützliche Eigenschaft bei der Verwendung in Desinfektionsmitteln und Haarsprays.
Ethanol ist auch mit Wasser mischbar und kann leicht in eine wässrige Lösung überführt werden. Diese Eigenschaft ist wichtig, wenn Ethanol als Grundstoff für Desinfektionsmittel und Mundspülungen verwendet wird.
Es hat einen niedrigen Flammpunkt von 12,0 °C und entzündet sich und brennt bei Zimmertemperatur in Gegenwart eines Funkens oder einer anderen Zündquelle. Selbst das in Haushalten und öffentlichen Einrichtungen weit verbreitete Desinfektionsmittel Ethanol (eine wässrige Lösung mit etwa 70 % Ethanol) hat einen Flammpunkt von 21 °C und muss mit Vorsicht gehandhabt werden.
Arten von Ethanol
Ethanol kann aufgrund der unterschiedlichen Rohstoffe und Herstellungsverfahren in zwei Arten eingeteilt werden: synthetisches Ethanol und Bioethanol.
1. Synthetisches Ethanol
Synthetisches Ethanol ist Ethanol, das aus fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Erdgas synthetisiert wird. Synthetisches Ethanol unterscheidet sich von Bioethanol dadurch, dass es ohne die Verwendung nachwachsender Rohstoffe hergestellt wird und seine Auswirkungen auf die Umwelt problematisch sein können.
Synthetisches Ethanol wird aus fossilen Brennstoffen hergestellt und hat den Vorteil, dass es billiger zu produzieren ist als Bioethanol und die Produktionsmengen leicht angepasst werden können. Allerdings gibt es Bedenken hinsichtlich der Umweltauswirkungen in Form von CO2-Emissionen. Aufgrund der begrenzten Reserven an fossilen Brennstoffen gilt Bioethanol außerdem als ein nur begrenzt nachhaltiger Brennstoff.
2. Bioethanol
Bioethanol ist Ethanol, das durch Fermentation von pflanzlichen Rohstoffen (Biomasse) hergestellt wird. Die Verwendung von Biomasse hat als umweltfreundlicher Kraftstoff, der nicht auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, Aufmerksamkeit erregt.
Bioethanol hat die gleichen Eigenschaften wie Ethanol selbst, aber da die für seine Herstellung verwendeten Rohstoffe pflanzlicher Herkunft sind, sind die CO2-Emissionen geringer als bei fossilen Brennstoffen und es gilt als umweltfreundlich. Biomasse ist außerdem eine erneuerbare Ressource und damit eine der Lösungen für das Problem der Verknappung fossiler Brennstoffe.
Allerdings gibt es einige Herausforderungen: Die Ernte und Verarbeitung von Biomasse erfordert Energie, und die für die Herstellung von Bioethanol benötigte Energie ist von fossilen Brennstoffen abhängig.
Weitere Informationen zu Ethanol
Methoden der Ethanolherstellung
Synthetisches Ethanol wird durch Reaktion von aus Erdgas oder Erdöl gewonnenem Ethylen mit Wasser hergestellt.
C2H4 + H2O → C2H5OH
In dieser Reaktionsgleichung reagiert Ethylen (C2H4 ) mit Wasser (H2O) und erzeugt Ethanol (C2H5OH). Diese Reaktion erfolgt in Gegenwart eines sauren Katalysators wie Phosphorsäure oder Schwefelsäure, der auf Siliziumdioxid oder ähnlichem immobilisiert ist. Das erzeugte Ethanol wird als Gemisch mit Wasser und Nebenprodukten gewonnen, das durch Destillation, Trennung und andere Reinigungsverfahren gereinigt werden kann, um Ethanol von hoher Reinheit zu erhalten.
Bioethanol wird durch Fermentation von Rohstoffen pflanzlichen Ursprungs (Biomasse) hergestellt. Typische Beispiele für Biomasse sind Zuckerrohr, Mais, Kartoffeln, Zuckerrüben und Holz.
Diese Rohstoffe werden zerkleinert, Fasern und Zucker werden extrahiert und durch Zugabe von Hefe und anderen Mikroorganismen vergoren. Bei diesem Prozess wird der Zucker in Ethanol umgewandelt. Anschließend wird das Ethanol durch Destillation konzentriert und weiter raffiniert, um seine Reinheit zu erhöhen und Bioethanol zu erhalten.