Alkohol

Stoffsystem

Verbindung mit mindestens einer Hydroxylgruppe, die mit dem primären, sekundären oder tertiären C-Atom verbunden sein kann. Demzufolge spricht man auch von primärer, sekundärer oder tertiärer Alkoholgruppe.

Umgangssprachlich ist es die Bezeichnung für Ethanol (Ethylalkohol).

Herstellung und Anwendung

Die Herstellung von Alkholen erfolgt über Synthese. Die Darstellung von Ethanol erfolgt entweder durch Gärung oder technisch durch direkte katalytische Hydratisierung von Ethylen oder indirekte Hydratisierung des Ethylens durch Umsetzung mit Schwefelsäure und nachfolgende Hydrolyse des gebildeten Esters. Methanol wird technisch aus Synthesegas im Niederdruckverfahren bei 50-100 bar und 200-300 °C am Cu-Katalysator hergestellt. Schwefelhaltiges Gas kann im Hochdruckverfahren am ZnO / Cr₂O₃ - Katalysator eingesetzt werden. Isopropanol wird durch Hydratisierung von Propylen erhalten oder durch Hydrierung von Aceton mit Raney-Nickel als Katalysator. 1-Butanol wird durch bakterielle Vergärung mit "Clostridium acetobutylicum" erhalten, 2-Butanol durch schwefelsäurekatalysierte Hydratisierung von Buten. Im Labormaßstab können Alkohole durch Reduktion ihrer Ketone mit Metallhydriden (LiAlH4,NaBH4) erhalten werden. Eine allgemeine Synthesemöglichkeit unter gleichzeitiger Verlängerung des Kohlenstoffgerüsts bietet die Grignard-Synthese.

Umwelteinfluss und Gesundheit

Alkohole sind meist leicht entzündlich und gesundheitsschädlich beim Verschlucken. Sie wirken reizend auf Haut und Schleimhäute und werden wenig durch die Haut resorbiert. Nach Verschlucken bewirken sie Kopfschmerz, Schläfrigkeit, Rauschzustände bis zum Koma und Tod durch Atemlähmung. Durch Alkohole wird die Wirkung verschiedener anderer Gifte, wie z.B. chlorierter Kohlenwasserstoffe, Methämoglobinbildner und verschiedenen Schwermetallen potenziert. Es besteht die Gefahr von Leberschäden.

Abwasserreinigung

Alkohol im Abwasser entsteht vor allem durch die relevante Industrie Obstbrennerei, Brauerei, Weinkellerei, aber auch durch entsprechende Ausscheidungen des Menschen.

Direkt in die Kanalisation geleitet entsprechen 1000 Liter Bier 150-350 Einwohnergleichwerten (EGW) und 1000 l Wein 100-140 (EGW).

Bei der Herstellung alkoholfreier Biere fallen verfahrensabhängig äthanolhaltige Abwässer an. Das Kernproblem für eine Nutzung des Alkohols liegt darin, dass er nur in geringen Konzentration im Abwasser enthalten ist. Bei der Entalkoholisierung mittels Dialyseverfahren liegt der Äthanolanteil bei etwa 6 Vol.-%. Damit ist eine Nutzung des im Abwasser enthaltenen Alkohols als z.B. Brennstoff ohne Vorbehandlung bisher nicht wirtschaftlich.

Da Alkohole in der Regel als leicht abbaubare Substanzen gelten, müssen z.B. Brennereien, die ihr Abwasser in die öffentliche Kanalisation abgeben wollen (Indirekteinleiter) lediglich den pH-Wert (6,5 bis 9,5) die Temperatur (< 35 °C) und die Kupferkonzentration (< 1,0 mg/l) beachten.

Für die direkte Einleitung (Direkteinleiter) muss bei der Herstellung von Alkohol und alkoholischen Getränken der Anhang 12 der Rahmen-Abwasser-Verwaltungsvorschrift (Rahmen-AbwasserVwV) beachtet werden. Im Gegensatz zu der Einleitung von Abwasser in die öffentliche Kanalisation ist hier auch die organische Belastung des Abwassers, ausgedrückt über den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) und den biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) zu begrenzen. Außerdem gibt es Anforderungen für die Einleitung des Ammonium - Stickstoffes (NH₄-N).