Bio-Ethanol-Produktion aus Zuckerhirse-Stängeln in verschiedenen agro-ökologischen Zonen Afrikas

Zuckerhirse ist eine Kulturpflanze, die in verschiedenen Teilen Afrikas wächst. Daher wird der Anbau und die Erforschung der Pflanze in verschiedenen afrikanischen Ländern die Vernetzung afrikanischer Universitäten, insbesondere in der Region Ostafrika, stärken. Das Netzwerk hat das Potenzial, einen Synergieeffekte bei der Lösung von Problemen zu generieren, die alle afrikanischen Länder betreffen, wie z. B. die Gewinnung einer sicheren, zugänglichen und erschwinglichen Bioenergiequelle. Da das Projekt Folgeprojekte vorsieht, wird es auch die Möglichkeit bieten die Arbeitsbeziehungen innerhalb afrikanischer Länder und österreichischer Partner zu stärken. Dadurch wird ein Pool von Experten für Agronomie und die Produktion von Bioethanol-Kraftstoffen generiert und somit die Wahrscheinlichkeit für zukünftige Zusammenarbeit zwischen den Projektpartnern erhöht. Dieses Projekt sieht vor Zuckerhirse zur Herstellung von Bioethanol für industrielle Anwendungen, zum Kochen im Haushalt und zur Beleuchtung zu verwenden. Die Komplexität bei der Verarbeitung von Bioethanol-Kraftstoff aus Pflanzenresten ergibt sich aus der Schwierigkeit der Zersetzung von Zellulose in Gegenwart von Lignin. Lignin ist eine komplexe Verbindung die die Zellulose umgibt und gegen enzymatische Aktivitäten resistent ist. In den meisten Regionen Afrikas, in denen Zuckerhirse angebaut wird, werden die Stängel nach der Ernte auf den Feldern zurückgelassen. Die Nutzung der Stängel für die Bioethanol-Produktion wird daher nicht nur die Konkurrenz zwischen Biokraftstoff und Lebensmitteln beseitigen, sondern auch ein Abfallprodukt aufwerten und im Grunde genommen die Umwelt reinigen. Außerdem werden die Reste, nachdem der Saft aus dem Stängel extrahiert wurde, als organischer Dünger zur Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit verwendet. Angesichts der leichten Verfügbarkeit dieser Materialien und ihrer Erschwinglichkeit wird der Biokraftstoff, der im Rahmen dieses Projekts hergestellt wird, im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen günstiger und umweltschonender sein. Das erzeugte Ethanol ist hochstabilisiert und hat einen hohen Heizwert von 4,96 kcal/g im Vergleich zu 3,22 kcal/g bei Holzbrennstoff, was es zu einer geeigneten Energiequelle, insbesondere zum Kochen, macht. Ein weiterer entscheidender Vorteil des erzeugten Biokraftstoffs ist seine Mischfähigkeit, was ihn länger brennbar macht. Der Biokraftstoff kann aufgereinigt werden und ist somit umweltfreundlicher, da er bei der Verbrennung weniger Treibhausgase erzeugt als fossile Brennstoffe. Mit den tonnenweise anfallenden Pflanzenresten von Zuckerhirse auf landwirtschaftlichen Feldern gibt es somit ein großes Potenzial für die Bereitstellung erschwinglicher und sauberer Energie für die lokale Bevölkerung. Ziel dieser Studie ist die Herstellung von Bioethanol aus Zuckerhirsestängeln, die in verschiedenen Teilen Afrikas angebaut werden. Dabei werden die optimalen agronomischen Bedingungen für Sorten von Zuckerhirse in verschiedenen agro-ökologischen Zonen (AEZ) in Afrika (Äthiopien, Kenia und Uganda) etabliert. Dazu werden die verschiedenen Sorten, die in den ausgewählten Ländern (agroökologischen Zonen) angebaut werden, identifiziert: Charakterisierung der Boden-Pflanzen-Atmosphären-Parameter (z. B. Boden: Fruchtbarkeit, pH-Wert, physikalische Eigenschaften - Textur u. a.) Auf dieser Grundlage werden vielversprechende Kulturen in den agroökologischen Zonen (AEZ) angebaut. Die Stängel der besten Sorte werden chemischen Verfahren unterzogen, einschließlich der Bestimmung des Brix-Gehalt, um die optimalen Bedingungen für die Bioethanol-Produktion im Labormaßstab zu ermitteln. Die hinsichtlich des Brix-Gehalts beste Sorghum-Sorte wird anschließend für die Massenproduktion von Pflanzgut ausgewählt. Qualitätsprüfung und Charakterisierung des Bioethanols werden unter Berücksichtigung der chemischen Zusammensetzung durchgeführt (Heizwert, Alkoholgehalt, Feuchtigkeitsgehalt, Aschegehalt, Flammpunkt, spezifisches Gewicht, Schwefelgehalt und Gesamtfeststoffgehalt) um einen Vergleich mit bestehenden Brennstoffe erstellen zu können. Die Ergebnisse der Studie sind von Bedeutung, da das unter Labormaßstab hergestellte Bioethanol und die besten Zuckerhirsesorten nicht nur zur Deckung des Nahrungsmittelbedarfs (Getreide) der meisten ländlichen afrikanischen Gemeinden, sondern auch des industriellen Energiebedarfs (Stängel) beitragen.