Dipl.-Chem. Gerd Unkelbach
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31.08.2009

Verschiedene Extraktionsverfahren der Inhaltsstoffe aus Buchen- und Pappelholz erbrachten nur geringe Mengen Triterpene, die für eine wirtschaftliche Nutzung zu gering ist. Die Verfahren lassen sich aber auf andere Holzarten übertragen. Aufschluss und Komponententrennung auf Basis des Organosolv-Verfahrens konnten für die Anforderungen der Bioraffinerie im 1-kg-Maßstab optimiert werden und auf ein kontinuierliches Extraktionsverfahren im 10-kg-Maßstab mit Lösungsmittelrückgewinnung übertragen werden. Aufschlüsse mit Komponententrennung in ionischen Flüssigkeiten sind möglich, aber wirtschaftlich nicht konkurrenzfähig. Die enzymatische Hydrolyse der Cellulosefraktion zu fermentierbarer Glucose war mit über 80 % der theoretischen Ausbeute mit kommerziellen Enzymen möglich. Die Hemicellulosefraktion wurde größtenteils bereits im Aufschluss zu C5-Zuckern hydrolysiert, die ebenfalls fermentierbar waren. Das schwefelfreie Lignin konnte erfolgreich in thermo- und duroplastischen Werkstoffapplikationen eingesetzt werden. Im Ergebnis der ökonomischen und ökologischen Bewertung kann eine Lignocellulose-Bioraffinerie mit einer Kapazität von 400.000 t/a wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll betrieben werden. Ein Konzept für eine Pilotanlage wurde erstellt, deren Errichtung und Betrieb Gegenstand eines Folgeantrags wird.

Wissenschaftliches Ziel des Teilvorhabens 3 ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Gewinnung von Chemierohstoffen und Synthesebausteinen auf Basis nachwachsender Rohstoffe zu legen. Folgende Untersuchungen stehen im Vordergrund:- Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zur Extraktion der Inhaltsstoffe;- Entwicklung eines kontinuierlichen Verfahrens zum Aufschluss von Buche und zur Komponententrennung; - Untersuchungen zur stofflichen Verwendung von Laubholzlignin in thermoplastischen und duroplastischen Verarbeitungsverfahren. Technische Ziele des Teilvorhabens sind:- die Entwicklung eines Prozesses zur ganzheitlichen Nutzung der Komponenten des Buchenholzes;- die Entwicklung eines Konzepts zur technischen Umsetzung im Demonstrationsmaßstab.