Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Biokraftstoff aus Getreide: Neues Prüfverfahren soll Brauchbarkeit verschiedener Sorten ermitteln

nächste Meldung

Bei der Getreidezüchtung stehen immer noch Futterwert und Backfähigkeit im Vordergrund. Doch der Markt für Biokraftstoffe wächst. Die Brennereien, die aus Weizen, Roggen und Triticale Industrie-Alkohol für Biokraftstoffe destillieren, stellen aber andere Ansprüche an die Pflanzen als Viehhalter, Müller oder Bäcker.

Damit Brennerei-Besitzer in Zukunft besser beurteilen können, was das angelieferte Getreide für ihre Zwecke taugt, entwickeln Forscher der Universität Hohenheim ein neues Prüfverfahren, das auch den Getreidezüchtern wichtige Informationen für die Sortenentwicklung liefern soll.

Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz fördert ihr Vorhaben mit über 366.000 Euro. Damit gehört es zu den Schwergewichten der Forschung an der Universität Hohenheim.

Züchter konzentrieren sich bisher auf Getreidesorten, die sich als sättigendes Futtermittel eignen, oder einen backfähigen Teig und wertvolles Brot liefern. Wenn es darum geht, Industrie-Alkohol – kurz: Ethanol – herzustellen, ändern sich die Qualitätsansprüche. Dann sind Weizen, Roggen und Triticale – eine Kreuzung aus Weizen und Roggen – züchterisch für diese Verwendung nicht ausgelegt und optimiert. „Der Eiweißgehalt ist viel zu hoch“, erklärt Prof. Dr. Ralf Kölling-Paternoga, Leiter des Fachgebiets Gärungstechnologie an der Universität Hohenheim.

Anstelle des Eiweißes ist zur Vergärung Stärke gefragt – je mehr, desto besser. „Die Stärke muss aber leicht freisetzbar sein und sich leicht in Zuckerverbindungen umsetzen lassen“, erklärt PD Dr. Thomas Senn vom Fachgebiet Gärungstechnologie. „Den Zucker vergären dann Hefe-Kulturen zu Ethanol.“

Spezielles Gerät soll Getreide in Brennereien abtasten

Das Gerät liefert allerdings sehr viele Informationen, von denen die relevanten anschließend noch herausgefiltert werden müssen. „Nur ein kleiner Teil davon ist nötig, um Aussagen darüber treffen zu können, ob sich das Getreide zur Ethanol-Produktion eignet“, erklärt der Wissenschaftler.

Ein statistisches Verfahren soll die relevanten Informationen zusammentragen und auswertbar machen. „Wir müssen dem Programm aber erst noch beibringen, welche Informationen es auswählen soll“, fasst PD Dr. Senn seine Forschungsarbeit zusammen.

Untersuchungen erleichtern die Zuchtauswahl beim Ethanol-Getreide

Das geerntete Getreide testet der Wissenschaftler dann in der Forschungs- und Lehrbrennerei der Universität Hohenheim. PD Dr. Senn analysiert den Gehalt der vergärbaren Substanz und ermittelt, wie viel Ethanol sich aus den Getreideproben destillieren lässt. Daraus ergeben sich die Parameter, die der Nahinfrarot-Spektrometer später erfassen und darstellen soll. Voruntersuchungen haben gezeigt: Während auf den meisten Böden Triticale die beste Ethanol-Ausbeute bringt, ist auf schlechten Böden Roggen, auf sehr guten Böden Weizen am effektivsten.

Die Versuchsergebnisse sind auch eine große Hilfe für Ethanolgetreide-Züchter. Denn die Untersuchungen von PD Dr. Senn erleichtern ihnen die Zuchtauswahl. Wenn es dann in einigen Jahren neue Getreidesorten gibt, die genau auf die Bedürfnisse der Ethanolgewinnung abgestimmt sind, wird die Nahinfrarot-Spektroskopie in den Brennereien aber nicht überflüssig: „Je nach Boden und Klima wird es weiterhin regionale Schwankungen bei der Qualität geben“, erklärt der Experte, „und die wiederum bestimmt den Preis.“

Hintergrund: Forschungsprojekt Bioethanolgetreide

Mit vollem Namen heißt das Forschungsprojekt „Praxisangepasste Nutzung der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) für die Ethanolgetreidezüchtung und -verarbeitung“. Es ist im September 2012 angelaufen und geht drei Jahre. Projektleiter ist PD Dr. Senn. Beteiligt sind außerdem von der Universität Hohenheim Prof. Dr. Iris Lewandowski, Leiterin des Fachgebiets Nachwachsende Rohstoffe und Bioenergiepflanzen sowie die Landessaatzuchtanstalt, das Julius Kühn-Institut in Braunschweig, das Bundessortenamt und die Gemeinschaft zur Förderung der privaten deutschen Pflanzenzüchtung e.V. (GFP). Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz unterstützt das Forschungsprojekt mit mehr als 366.000 Euro.

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung

Text: Weik / Klebs

Florian Klebs | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de

nächste Meldung

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...