Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Entwicklung eines integrierten katalytischen Prozesses zur Erzeugung von chargenkonformen strukturdefinierten Lignin-Abbauprodukten für die Anwendung als Chemierohstoff

Anschrift
Forschungsinstitut Bioaktive Polymersysteme e.V.
14513 Teltow
Kantstr. 55
Kontakt
Prof. Dr. Birgit Kamm
Tel: +49 3328 3322-10
E-Mail: kamm@biopos.de
FKZ
22004813
Anfang
01.09.2014
Ende
31.08.2016
Aufgabenbeschreibung
Es ist ein integrierter katalytischer Prozess zur Erzeugung von chargenkonformen strukturdefinierten Ligninabbauprodukten aus dem Lignocellulose Rohstoff Stroh zu entwickeln. Das Vorhaben hat die Gesamtzielstellung einen Prozess zur chargenkonformen Bereitstellung von Lignin-Abbauprodukten zu entwickeln, indem moderne Methoden, wie der Einsatz von heterogenen Katalysatoren, wässrige Lösungsmittelsysteme, sowie der Einsatz von Radikalfängern integriert eingesetzt werden sollen. (1) Entwicklung einer geeigneten Reaktionsführung zur Lignin-Depolymerisation durch Einsatz von Radikalfängern und heterogenen Katalysatoren (2) Ableitung eines effizienteren Aufschlusses des Strohs durch den Einsatz von Radikalfängern zur Komponententrennung, insbesondere zur Separation der mikrokristallinen Cellulose (3) Begleitung der technologischen Arbeiten durch strukturanalytische Untersuchungen des Lignins (4) Definition der erhaltenen Lignin-Abbauprodukte bezüglich Ihrer Anwendungseigenschaften (5) Erstellung eines Protokolls zur Standardisierung der Lignin-Abbauprodukte unter Berücksichtigung wirtschaftlicher Rahmenbedingungen (6) Entwurf eines integrierten Gesamtverfahrens für eine effiziente Verzuckerung des Strohs und der Herstellung von chargenkonformen strukturdefinierten Lignin-Abbauprodukten.
Ergebnisdarstellung
Die Untersuchung der heterogen basenkatalysierten Ligninspaltung von Bagasse-Lignin aus einer industriellen Demonstrationsanlage wurde erfolgreich durchgeführt. Die vorgegebenen Ziele der grundlegenden Austestung der Ligninspaltung mit heterogenen basischen Katalysatoren als auch die Testung der vom Industriepartner zur Verfügung gestellten basischen Katalysatoren (Hydrotalcite, HTC) wurde erreicht. Weiterhin wurden umfangreiche Arbeiten zum Einsatz von HTC und 2 Radikalfängern sowie als alleiniges Additiv als auch in Kombination mit HTC durchgeführt. Es konnte ein hochwirksamer Radikalfänger BHA gefunden werden, der reines Lignin sehr selektiv in Oligomere (ca. 70%) und kleinere Mengen Monomere unter Vermeidung von Koksbildung konvertiert. Diese Produkte erfüllen in ihrer Konsistenz (dosierfähig) die Eignung als Antioxidantien. Die Strukturcharakterisierung und Bestimmung der antioxidativen Aktivität der phenolischen Verbindungen erfolgte. Mit dieser Kenntnis konnten die monomeren und oligomeren Produkt-Chargen für die Verwertung der Ergebnisse (Austestung als Antioxydantien in Polypropylen) erfolgreich eingesetzt werden. Weiterhin konnte der hochwirksam

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