Was Unterscheidet denn nun tatsächlich die beiden Prozesse voneinander ?
Wir werden nun einen Blick auf die verschiedenen Prozessparameter werfen, die hier eine Rolle spielen. Dabei werden vor allem auf Energie, Rohstoffe und die Prozessschritte eingehen.
Herkömmlicher Prozess
Reaktion
Der Prozess wird mit einem chemischen Katalysator durchgeführt und es entstehen schon in diesem Schritt flüchtige Komponenten, die aufgefangen und entsorgt werden müssen. Die Reaktion der Rohstoffe zum Produkt passiert bei über 180 °C und ist daher recht energieintensiv.
Desodorierung
Das Produkt muss anschließend von Geruchsstoffen befreit werden, die nicht im Endprodukt enthalten sein sollen. Dieser Schritt wird mit Dampf durchgeführt und daher, obwohl die Temperatur etwas niedriger ist als im ersten Schritt, mit hohem Energieeinsatz verbunden. Um einen Liter Wasser auf 100 °C zu erhitzen sind 418,2 kJ Energie notwending. Durch die hohe Verdampfungsenthalpie von Wasser sind nun aber noch einmal 2257 kJ Energie notwendig um, aus dem kochenden Wasser, Dampf zu erzeugen. Die entspricht der mehr als fünffachen Menge der Energie, die zum erhitzen auf 100 °C notwendig sind. Der Dampf nimmt Geruchsstoffe auf, muss aber im Anschluss kondensiert und als wässriger Abfall entsorgt werden.
Bleichen
Um die gewünschte Farbe des Produktes zu erzielen und unerwünschte Farbstoffe zu zerstören werden Bleichmittel eingesetzt.
Trocknen
Um das Endprodukt zu erhalten muss Wasser aus der Mischung abgetrennt werden. Dieser wässrige Abfall ist aufwendig in der Aufreinigung und daher teuer in der Entsorgung. Wie schon in der Desodorierung erklärt, benötigt das Verdampfen von Wasser sehr viel Energie.
Filtrieren
Um letzte Unreinheiten oder Partikel zu entfernen, wird das Produkt gefiltert. Hier fällt natürlich der entfernte Feststoff als Abfall an.
Es sind hier also 5 Prozesschritte notwendig um aus den Rohstoffen ein fertiges Produkt zu bekommen. Die herkömmliche Reaktion wird hier bei einer hohen Temperatur durchgeführt. Außerdem wird zusätzlich Dampf für die Desodorierung benötigt. Darüber hinaus fallen in 4 dieser Schritte Abfälle an, die Entsorgt werden müssen.
Nachhaltiger Prozess
Reaktion
Die Reaktion der Rohstoffe findet mit Hilfe eines Enzyms als Katalysator statt und kann dadurch bei einer deutlich geringeren Temperatur von 60 °C durchgeführt werden. Alle Stoffe, die in der Reaktion nicht umgesetzt wurden konnten, werden in die Reaktion zurückgeführt. Durch dieses Recycling werden weniger Rohstoffe benötigt, da keine Rohstoffe als Abfallstrom verloren gehen. In der enzymatisch katalysierten Reaktion entstehen auch keine unerwünschten Nebenstoffe, die aus dem Produkt entfernt werden müssen, damit es den Anforderungen entspricht.
Ein Schritt ? Ja genau der nachhaltige Prozess benötigt nur noch einen Schritt um aus den Rohstoffen das Endprodukt herzustellen. Die Temperatur beträgt nur 60 °C und es wird kein Dampf verwendet, wodurch viel weniger Energie benötigt wird.
Steffi zeigt euch in diesem Video wie Claudia, in unseren Laboren, eine solche Reaktion in der Blasensäule ablaufen lässt.
Falls dich die Blasensäule besonders interessiert, wir gehen später noch genauer auf sie ein. Auch ein Experiment zum Bau deiner eigenen Blasensäule wird dir geboten. Bleib also dran!