Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Holz gänzlich in seine Bestandteile zerlegt

02.10.2012
Erdöl wird knapp. Forscher versuchen daher, erdölbasierte Produkte wie Kunststoffe durch solche aus nachwachsenden Rohstoffen zu ersetzen.

Als Rohstoff können Holzabfälle dienen, die in Lignin und Zellulose aufgetrennt werden. In einer Pilotanlage soll diese Auftrennung nun in großem Maßstab laufen. Eröffnet wird die Pilotanlage am 2. Oktober, als Teil des Neubaus des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CPB in Leuna.


In der Pilotanlage in Leuna wird Holz in die einzelnen Bestandteile zerlegt. Hier: Aufgeschlossenes Buchenholz.
© Fraunhofer

Heute noch verbrennen wir Erdöl in großen Mengen in Motoren und Heizung, auch die meisten Kunststoffe basieren auf dem »schwarzen Gold«. Doch schon bald wird es mit diesem Überfluss vorbei sein. Industriezweige, die stark vom Erdöl abhängen, suchen daher nach Alternativen. So lässt sich das Erdöl beim Kunststoff beispielsweise durch Kohlenhydrate ersetzen. Das allerdings führt zu moralischen Konflikten – der »Tank oder Teller«-Debatte – da Kohlenhydrate wie Stärke oder Zucker Nahrungsmittel sind.

Eine Möglichkeit, Kohlenhydrate zu gewinnen bietet beispielsweise Holz: Es besteht hauptsächlich aus Zellulose und Hemicellulosen, also Kohlenhydraten, und Lignin. Bislang gewinnt man diese Stoffe nur bei der Herstellung von Zellstoff für die Papierproduktion aus dem Holz. Dabei kann man allerdings nur 50 Prozent des Holzes stofflich nutzen, der Rest wird energetisch verwertet, also verbrannt und zu Bioenergie umgewandelt.

Zudem ist das Lignin verunreinigt, da das Holz üblicherweise mit Hilfe von Schwefelverbindungen aufgeschlossen wird. Für viele Produkte kommt Lignin somit nicht in Frage – es kann etwa nicht in Prozessen weiterverarbeitet werden, in denen Katalysatoren beteiligt sind. Um nachwachsende Rohstoffe wie Holz auch chemischen Industriezweigen zugänglich zu machen, verfolgen Forscher den Ansatz einer Bioraffinerie: Ähnlich wie in einer erdölbasierten Raffinerie fraktionieren sie die Rohstoffe in ihre Grundbestandteile und führen sie dann der jeweils optimalen Verwendung zu.

Forscher des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP haben nun gemeinsam mit 12 Partnern aus Industrie und Forschungseinrichtungen ein Verfahren entwickelt, mit dem sie 80 bis 90 Prozent des Holzes stofflich nutzen können – und das Lignin zudem schwefelfrei gewinnen. »Wir zerlegen das Holz in seine Hauptbestandteile Lignin und Zellulose, indem wir es mit Wasser und Alkohol bei hoher Temperatur und hohem Druck kochen, quasi wie in einem Dampfkochtopf«, sagt Dr. Moritz Leschinsky, Gruppenleiter am CBP. Das Lignin löst sich in der Flüssigkeit, während die Zellulose fest bleibt. In einem weiteren Schritt gewinnen die Wissenschaftler das Lignin aus der Flüssigkeit.

Die gewonnene Zellulose dient als Rohmaterial für Biokunststoffe: In ihre Grundbestandteile, also Zucker, zerlegt, stellen die Forscher daraus die nötigen Monomere her. Das Lignin wiederum wird beispielsweise als Bindemittel für die Holzindustrie verwendet oder ebenfalls für Biokwerkstoffe eingesetzt. »Die Herausforderung liegt vor allem darin, den Prozess wirtschaftlich und ressourcenschonend zu gestalten. Beispielsweise die Kreisläufe für das Ethanol und das Wasser zu schließen und diese Stoffe wieder zurückzugewinnen«, sagt Leschinsky.

In einer Lignocellulose-Bioraffinerie-Pilotanlage, die gemeinsam mit dem Neubau des CBP am 2. Oktober in Leuna eröffnet wird, wollen die Forscher ihre Laborergebnisse nun auch auf große Holzmengen übertragen. Die Pilotanlage ist europaweit einzigartig: Bis zu einer Tonne Holz pro Woche kann sie mit organischen Aufschlussmitteln in die einzelnen Bestandteile zerlegen. Im Labor haben die Forscher ihre Entwicklungen für verschiedene Holzarten weitestgehend abgeschlossen, nun wollen sie das Verfahren hochskalieren und energieeffizienter machen. Bis das Verfahren in industriellen Produktionsanlagen zum Einsatz kommt, wird es noch etwa fünf Jahre dauern.

Dr. rer. nat. Claudia Vorbeck | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/oktober/holz-gaenzlich-in-seine-bestandteile-zerlegt.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Behandlungsansatz für Juckreizgeplagte
15.08.2018 | Universität Zürich

nachricht Cholestase: Riss in Lebermembran lässt Galle abfließen
15.08.2018 | Leibniz-Institut für Arbeitsforschung an der TU Dortmund

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

Computersimulationen zeigen neues Verhalten von Antiskyrmionen bei zunehmenden elektrischen Strömen

Skyrmionen sind magnetische Nanopartikel, die als vielversprechende Kandidaten für neue Technologien zur Datenspeicherung und Informationsverarbeitung gelten....

Im Focus: Unraveling the nature of 'whistlers' from space in the lab

A new study sheds light on how ultralow frequency radio waves and plasmas interact

Scientists at the University of California, Los Angeles present new research on a curious cosmic phenomenon known as "whistlers" -- very low frequency packets...

Im Focus: Neue interaktive Software: Maschinelles Lernen macht Autodesigns aerodynamischer

Neue Software verwendet erstmals maschinelles Lernen um Strömungsfelder um interaktiv designbare 3D-Objekte zu berechnen. Methode wird auf der renommierten SIGGRAPH-Konferenz vorgestellt

Wollen Ingenieure oder Designer die aerodynamischen Eigenschaften eines neu gestalteten Autos, eines Flugzeugs oder anderer Objekte testen, lassen sie den...

Im Focus: New interactive machine learning tool makes car designs more aerodynamic

Scientists develop first tool to use machine learning methods to compute flow around interactively designable 3D objects. Tool will be presented at this year’s prestigious SIGGRAPH conference.

When engineers or designers want to test the aerodynamic properties of the newly designed shape of a car, airplane, or other object, they would normally model...

Im Focus: Der Roboter als „Tankwart“: TU Graz entwickelt robotergesteuertes Schnellladesystem für E-Fahrzeuge

Eine Weltneuheit präsentieren Forschende der TU Graz gemeinsam mit Industriepartnern: Den Prototypen eines robotergesteuerten CCS-Schnellladesystems für Elektrofahrzeuge, das erstmals auch das serielle Laden von Fahrzeugen in unterschiedlichen Parkpositionen ermöglicht.

Für elektrisch angetriebene Fahrzeuge werden weltweit hohe Wachstumsraten prognostiziert: 2025, so die Prognosen, wird es jährlich bereits 25 Millionen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Das Architekturmodell in Zeiten der Digitalen Transformation

14.08.2018 | Veranstaltungen

EEA-ESEM Konferenz findet an der Uni Köln statt

13.08.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung in der chemischen Industrie

09.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Macht Sinn: Fraunhofer entwickelt Sensorsystem für KMU

15.08.2018 | Energie und Elektrotechnik

Magnetische Antiteilchen eröffnen neue Horizonte für die Informationstechnologie

15.08.2018 | Informationstechnologie

FKIE-Wissenschaftler präsentiert neuen Ansatz zur Detektion von Malware-Daten in Bilddateien

15.08.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics