Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Bio- und chemokatalysierte Wege zu funktionalisierten Glycerinderivaten (MetaGlyc 2); Teilvorhaben 1: Bio- und chemokatalysierte Umsetzungen von Glycerin

Anschrift
BASF Personal Care and Nutrition GmbH - Corporate Technology
40589 Düsseldorf
Henkelstr. 67
Kontakt
Dr. Lukas Maksym
Tel: +49 211 7940-3002
E-Mail: lukas.maksym@basf.com
FKZ
22008910
Anfang
01.09.2011
Ende
28.02.2015
Aufgabenbeschreibung
Das Verbundprojekt „MetaGlyc 2" (Folgeprojekt des Verbundvorhabens MetaGlyc) lässt sich in zwei Schwerpunkte gliedern. Zum einen soll die Herstellung neuer werthaltiger Glycerinderivate, die im Rahmen des Vorgängerprojekts begonnen wurde, fortgesetzt werden (Teilprojekt A). Zum anderen sollen Enzyme entwickelt werden, die die Herstellung von Glycerin und Estern über neuartige Umesterungsverfahren ausgehend von natürlichen Ölen ermöglichen (Teilprojekt B). Zur Entwicklung der besagten Synthesen sollen vornehmlich nachwachsenden Rohstoffe eingesetzt werden, die mit nachhaltigen chemischen oder biotechnologischen Prozessschritten in die gewünschten Zielstrukturen umgesetzt werden. Ziel des Projektteils A ist die nachhaltige Herstellung von Diglycerin, Glycerinsäure und Serinol, sowie von Derivaten dieser Verbindungen. In Teilprojekt B steht die Optimierung zwei verschiedener Enzyme als Biokatalysatoren für die selektive Umesterung natürlicher Öle im Vordergrund. Nach Erhalt hinsichtlich Selektivität, Aktivität oder Prozessstabilität verbesserter Varianten sollen diese im größeren Maßstab hergestellt und in Anwendungen getestet werden. Die im Rahmen von Teilvorhaben 1 bei Cognis durchgeführten Arbeiten wurden in die folgenden Arbeitspakete eingeteilt: AP 1 : Projektkoordination & anwendungstechnische Untersuchung bereitge-stellter Muster, AP 2: Übertragung des LIKAT-Verfahrens in den Pilotmaßstab, AP 3: Verbesserung der CpLIP2, AP 4: Testen & Bewerten neuer Enzyme
Ergebnisdarstellung
Im Vorhaben wurde eine vom Projektpartner LIKAT im Labormaßstab entwickelte Synthese zur selektiven Oligomerisierung von Glycerin zu linearen Di-und Triglycerinen hinsichtlich einer Maßstabsvergrößerung getestet. Ziel war die Erprobung der Übertragbarkeit des entwickelten Verfahrensprinzips in einer Technikumsanlage, aus deren Betriebsverhalten wichtige Hinweise für eine großtechnische Umsetzung gewonnen werden können. Hierzu wurde eine geeignete Technikumsanlage (150 L Reaktor) der BASF ausgewählt und konfiguriert. Im batch-Betrieb, ausgehend von 80 kg Glycerin 99,8%, wurden in 75 h ca. 59 kg Roh-Diglycerin und 7,6 kg Wasser erhalten. Bei einem Glycerin Gesamtumsatz von ca. 72% wurde eine integrale Roh-Diglycerin Zusammensetzung von 16% Glycerin, 2% cyclische Diglycerine, 58% lineare Diglycerine und 24% Tri- bzw. Oligoglycerine gefunden. Bei einer Produktivität bezogen auf Roh-Diglycerin von 3,3 kg / kg Kat*h (bezogen auf lineares Diglycerin 1,9 kg / kg Kat*h) betrug die integrale Selektivität für lineares Diglycerin ca. 69%. Durch die Verwendung des Dephlegmators konnte der Diglyceringehalt im verdampften Diglycerin-Glycerin Gemisch auf unter 10 Gew.-% gehalten werden. Eine kontinuierliche Reaktionsphase wurde realisiert. Ausgehend von einer Roh-Diglycerin bulk-Reaktionsmischung aus der batch-Reaktionsphase wurde Frisch-Glycerin für 24 h zudosiert (1 kg/h) und in dieser Zeit 30 kg Roh-Diglycerin kontinuierlich abgezogen. Das im Reaktor verbliebene Roh-Diglycerin wies eine Zusammensetzung von 16% Glycerin, 0,8% cyclische Diglycerine, 56% lineare Diglycerine und 27% Tri- bzw. Oligoglycerine auf. Das kontinuierlich ausgetragene Roh-Diglycerin hatte die nahezu gleiche Zusammensetzung. Die integrale Diglycerin-Selektivität der kontinuierlichen Reaktionsphase liegt mit 67% knapp unter derjenigen der batch-Reaktionsphase im Vergleich zu 73% im LIKAT Laborverfahren.

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