Kohlendioxid (CO2) kommt in der Getränkeindustrie eine hohe Relevanz zu. Softdrinks und Bier werden durch „Kohlensäure“ als besonders prickelnd und erfrischend wahrgenommen. In stillen Getränken verbessert Kohlensäure die Haltbarkeit und sorgt für die vom Konsumenten wahrgenommene Frische. „Kohlendioxid wirkt aufgrund seines sauren Charakters inhibierend auf das Wachstum von Bakterien bzw. Schimmelpilzen und verfügt somit über konservierende Eigenschaften“, so Ansgar Rinklake, Market Manager Food & Pharma bei Air Liquide.
Um zur Einhaltung der Klimaschutzziele beizutragen und für einen erfrischenden Geschmack den Klimawandel nicht zusätzlich anzutreiben, kann die Auswahl des Produktionsverfahrens ausschlaggebend sein. Die Bundesregierung hat sich als Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um 80 bis 95 % im Vergleich zum Niveau von 1990 zu reduzieren. CO2 zu nutzen, das als Nebenprodukt anderer Produktionen anfällt, liegt daher nahe.
Überdurchschnittliche hohe Reinheit als Qualitätsanspruch
Wichtig für die Produktion von CO2 ist die Einhaltung von Reinheitsspezifikationen, da CO2 als E 290 deklariert ist und so der Zusatzstoff-Kennzeichnungsverordnung unterliegt. Die Reinheit des Gases muss gesetzlich verpflichtend bei mindestens 99 % liegen. Erst dann darf es als Zusatzstoff verwendet werden. Um die Reinheit nachverfolgen zu können, müssen alle Schritte innerhalb der Produktion, Verarbeitung und des Vertriebs eindeutig gekennzeichnet und nachvollziehbar sein. Hierzu gibt es das sogenannte HACCP-Konzept (HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Point), das sich mit der Produktion und Distribution lebensmittelkonformer Gase beschäftigt.
Ökologisch nachhaltige Produktionsmethoden
Um die höchsten Qualitätsstandards für lebensmittelkonformes CO2 mit nachhaltigen Produktionsmethoden zu erfüllen, gibt es großtechnisch drei verschiedene Herstellungsverfahren mit unterschiedlichem ökologischem Fußabdruck. Es gibt das „Prozess-CO2“, das „Gär-CO2 /biogenes CO2“ und die „Quellkohlensäure“. Fällt CO2 als Nebenprodukt chemischer Prozesse an, beispielsweise bei der Herstellung von Ammoniak, handelt es sich um „Prozess-CO2“. „Gär-CO2 /biogenes CO2“ fällt bei Fermentationsprozessen, zum Beispiel bei der Herstellung von Bioethanol an. „Quellkohlensäure“ wird aus unterirdischen Quellen gewonnen. Das aus den verschiedenen Prozessen gewonnene Rohgas wird anschließend in mehreren Schritten aufbereitet, gereinigt und schlussendlich verflüssigt, bevor es per Trailer zum Kunden transportiert wird.
„Prozess-CO2“ als Nebenprodukt der chemischen Produktion
Air Liquide setzt seinen Fokus auf das bei chemischen Prozessen als Nebenprodukt anfallende CO2, das sogenannte Prozess-CO2.
Hierbei gibt es verschiedene Verfahren, in deren Kontext CO2 als Rohgas in großen Mengen und in konstanter Qualität anfällt. Große Mengen CO2 fallen bei der Herstellung von Ammoniak und Wasserstoff an – beides unverzichtbare Grundchemikalien für die Herstellung lebensnotwendiger Güter. „Prozess-CO2“ stellt somit sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht eine optimale Lösung zur Gewinnung hochreiner „Kohlensäure“ dar.
Biogenes CO2 aus der Alkoholherstellung
Das in Bioethanol-Anlagen entstandene „Gär-CO2 /biogenes CO2“ ist aufgrund der Bezeichnung „Bio“ nicht als ein aus der natürlichen Landschaft stammendes Produkt zu deuten. „Bio“ bedeutet lediglich, dass der Ausgangspunkt dieses CO2 pflanzliche Rohstoffe sind. Kohlendioxid entsteht, wenn während der Fermationsprozesse Zucker und Ethanol zu CO2 abgebaut werden. In Deutschland werden hierzu Getreide, Mais oder Zuckerrüben verwendet. Durch die Einführung von Bioethanol (E 10) am Benzinmarkt zur Reduzierung der Nutzung von Erdöl und der damit einhergehend wachsenden Produktion wurden EG-Richtlinien zur Förderung der Erzeugung von Bioethanol verabschiedet. Diese Richtlinien führten zu einer zunehmenden Relevanz von Bioethanol als zuverlässiger Quelle der CO2-Gewinnung.
„Quellkohlensäure“: eine Belastung für die Umwelt
„Quellkohlensäure“ ist ein Kohlendioxid, das in natürlichen Quellen, bevorzugt in Bereichen von erloschenen oder tätigen Vulkanen, entsteht. Um CO2 ergiebig zu fördern, werden Kohlendioxid-Quellen auf 100 bis 3.000 Meter Tiefe gebohrt. Das CO2-Rohgas wird mit natürlichem Mineralwasser oder als feuchtigkeitsgesättigtes Gas gefördert und enthält in der Regel nur sehr geringe Restgasanteile. Es lässt sich mit wenig Aufwand reinigen und macht deutschlandweit einen relevanten Anteil des produzierten und flüssig transportierten CO2 aus. Was zunächst natürlich und einfach klingt, stellt eine weitreichende Belastung für die Umwelt dar.
Das klimaschädliche CO2 wird von der unterirdischen Quelle, wo es die Umwelt nicht weiter belastet, aktiv an die Oberfläche transportiert und freigesetzt. Neben Radon, einem radioaktiven Gas, das während der Förderung zutage tritt, bleibt bei der Reinigung der „Quellkohlensäure“ sehr viel Abwasser zurück, das wiederaufbereitet werden muss. Da der gesamte CO2-Bedarf der Lebensmittel-Industrie bereits gedeckt werden könnte, würde man lediglich das Kohlendioxid, welches als Nebenprodukt anfällt, auffangen und aufbereiten, erscheint „Quellkohlensäure“ als wenig klimafreundlich.
Aufbereitung von Kohlendioxid in Zusatzstoff-Qualität
Air Liquide fokussiert sich auf die Auswahl von verlässlichen und klimafreundlichen Produktionsverfahren, bei denen Kohlenstoffdioxid als Nebenprodukt von chemischen Prozessen anfällt. Das Gas wird, anstatt es in die Umwelt entweichen zu lassen, für eine weitere Nutzung aufbereitet. Zu diesem Zweck wird es zunächst in sogenannten „Wäschen“ physikalisch und chemisch getrennt. Daraufhin erfolgt eine Nachreinigung durch Wäschen, katalytische Verfahren, Abscheiden und Strippen. Sind die Feinreinigungsstufen abgeschlossen, ist der nächste Schritt die Trocknung über Molekularsiebe sowie die Verflüssigung des Gases. Seit Jahrzehnten führt die Aufbereitung von CO2, welches als Nebenprodukt chemischer Prozesse anfällt, somit zu einer zuverlässigen Kohlendioxid-Qualität. Air Liquide hat es sich in diesem Rahmen zur Aufgabe gemacht, der Getränkeindustrie Gase in der höchsten Qualität, entsprechend dem Standard von Lebensmittelzusatzstoffen zur Verfügung zu stellen. Das Unternehmen hat sich so als Spezialist für hochqualitative Gase am Markt etabliert. (Abb.: Zum Schutz des Klimas fokussiert sich Air Liquide auf recycelbare Quellen in der Kohlenstoffdioxid-Produktion und setzt sich ambitionierte Ziele bei der Reduktion der Kohlenstoffintensität. Foto: Air Liquide)
