Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Forschungsverbund: Integrierte chemisch-biotechnologische Herstellung von Synthesebausteinen auf Basis nachwachsender Rohstoffe in einer Bioraffinerie; Teilvorhaben 5: Prozesse und Verfahren zur Nutzung pflanzlicher Öle

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT)
76327 Pfinztal
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7
Kontakt
Dipl.-Ing. Kristian Kowollik
Tel: +49 721 4640-374
E-Mail: kristian.kowollik@ict.fraunhofer.de
FKZ
22001409
Anfang
01.05.2009
Ende
31.10.2014
Aufgabenbeschreibung
Das Projekt ist getragen von der Vision der Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe und der durchgängigen Entwicklung vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab. Dieser Ansatz ist neuartig und wurde bisher noch nicht realisiert. Die durchgängige Entwicklung von Prozessen und Verfahren zur Nutzung nachwachsender Rohstoffe vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab in einer Bioraffinerie ist ein entscheidender Faktor für die erfolgreiche Umsetzung des vorgeschlagenen Konzeptes. AP1: Charakterisierung der Inhaltsstoffe der pflanzlichen Öle sowie deren Eignung für die im Projekt verfolgten industriellen Anwendungen. AP2: Entwicklung von Verfahren zur Herstellung der chemischen und biologischen Katalysatoren, Immobilisierung der chemischen und biologischen Katalysatoren. AP3: Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der vollständigen chemischen Fettspaltung, Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der integrierten chemo-katalytischen Fettspaltung und Hydrierung. AP4: Screening, Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der chemischen Epoxydierung von Fettsäuren und -estern zur Herstellung von Epoxyden, Screening, Untersuchung und verfahrenstechnische Optimierung der Metathese von Fettsäuren und -estern. AP5: Herstellung und anwendungstechnische Charakterisierung von Hydrophobierungsmitteln auf Basis funktionalisierter Fettsäureester, Diaminen und Polyaminen auf Basis ?-funktionalisierter Carbonsäuren und Schmierstoffen auf Basis funktionalisierter Fettsäureester. AP6: Zusammenführung der Teilprozesse, Skalierung vom Technikumsmaßstab in den Produktionsmaßstab und Integration in den chemischen Produktionsverbund. Die Ergebnisse werden zur Weiterführung und Stärkung der Forschungsaktivitäten des Fraunhofer ICT auf den Gebieten Nutzung nachwachsender Rohstoffe, Screening, Chemokatalalyse, Polymerisation und Downstream-Processing sowie als Grundlage für sich anschließende Industrieprojekte in diesen Bereichen benötigt.
Ergebnisdarstellung
Im Forschungsverbund "Integrierte BioProduktion" wurden Prozesse und Verfahren zu einer "Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe" vom Labor bis zum Produktionsmaßstab untersucht und entwickelt. Die Forschungsarbeiten wurden in einem einen interdisziplinären Forschungsverbund von insgesamt 15 Projektpartnern in Zusammenarbeit mit einem integrierten Chemieverbund-Standort in Leuna realisiert und beinhalteten Prozesse entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom Rohstoff Pflanzenöl, dessen Aufarbeitung und Umsetzung bis hin zum Einsatz der Synthesebausteine in Produktgruppen wie Polymeren, Schmierstoffen, grenzflächenaktiven Substanzen oder Flockungshilfsmitteln. Im Teilvorhaben 5 wurden Untersuchungen zu Metathesereaktionen an Pflanzenölderivaten, chemokatalytischen Epoxidierungen, Hydrierungen und reduktiven Aminierungen von Fettsäurederivaten und Metatheseprodukten erfolgreich durchgeführt. Bei den Arbeiten zur Metathese erfolgten ein umfangreiches Screening verschiedenster Katalysatoren sowie eine Reaktionsoptimierung der Reaktion. Es wurden zusammen mit dem Projektpartner Umicore innovative Katalysatoren entwickelt und mit diesen die technische Machbarkeit der Reaktion demonstriert. Im Rahmen des Projektes konnte die Metathese erfolgreich umfangreich untersucht und im Labormaßstab optimiert werden. Im Rahmen der Arbeiten erfolgte dabei ein Scale-up bis in den 100 L Maßstab und eine Bemusterung der Partner mit Produktmustern. Im zweiten Teil des Teilvorhabens wurde die reduktive Aminierung langkettiger Aldehyde, welche aus langkettigen fettsäurebasierten Bausteinen zugänglich sind, untersucht. Hierbei konnten zusammen mit den Projektpartnern innovative Katalysatorsysteme gefunden und die Grundlage für die Weiterentwicklung der homogen katalysierten Umsetzung von Aldehyden zum Amin gelegt werden.

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