Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Herstellung der Basischemikalie 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus Zuckern als Ausgangsstoff für biobasierte Mehrweggetränkeflaschen und Weichmacher

Anschrift
Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Agrartechnologie und Biosystemtechnik - Abt. Agrartechnologie
38116 Braunschweig
Bundesallee 47
Kontakt
Dr. Ulf Prüße
Tel: +49 531 596-4270
E-Mail: ulf.pruesse@thuenen.de
FKZ
22003813
Anfang
01.11.2013
Ende
15.02.2017
Aufgabenbeschreibung
Im vorliegenden Projekt soll die Herstellung von 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) aus Kohlenhydraten in wässrigem Medium mit in-situ Extraktion, sowie die Weiterreaktion von HMF zu wichtigen Grundchemikalien untersucht und optimiert werden. Im Rahmen dieses Projekts könnte erstmals ein Verfahren zur Herstellung der industriell wichtigen Substanz HMF unter sauberen und wirtschaftlichen Bedingungen etabliert werden und somit bisherige ineffiziente Herstellungsverfahren deutlich verbessert werden. Neben der priorisierten Anmeldung von Patenten sind Präsentationen auf Fachkonferenzen sowie Veröffentlichungen in Fachzeitschriften vorgesehen. Darüber hinaus können die gewonnenen Erkenntnisse als Basis für weiterführende Projekte dienen.
Ergebnisdarstellung
Projektergebnisse: - Der Einfluss auf das Phasenverhalten und Extraktionsverhalten von HMF im Zweiphasensystem HFIP/Wasser in Abhängigkeit von Temperatur, Elektrolytart, Eletrolytkonzentration und HFIP-Anteil wurde untersucht. - Das zweiphasige HFIP/Wasser-System wurde auf seine Eignung für die HMF-Synthese getestet und die Reaktionsbedingungen optimiert. Dabei wurde in einem 3:1 V(HFIP):V(Wasser)-System bei 74 °C 89 % HMF-Ausbeute erreicht. - In einem einphasigen HFIP/Wasser-System wurde mit dem heterogenen Ionenaustauscher Lewatit K2420 87 % HMF-Ausbeute erhalten. - Dieses einphasige System wurde erfolgreich in einen kontinuierlichen Prozess überführt, wobei die Reaktion in einem Festbettreaktor stattfindet. Ebenfalls konnte der Maßstab auf einen 1LBatchreaktor vergrößert werden. - Die Oxidation von reinem HMF zu Furandicarbonsäure führt mit dem selbst hergestellten Au/Pt-Katalysator zu quantitativen Ausbeuten. - Eine direkte Oxidation des HMFs in der HFIP-Phase verlief nicht erfolgreich, eine Abtrennung des HFIPs und der Nebenprodukte ist nötig.

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