Ein vom Projektpartner HV-Polysaccharides GmbH & Co.KG entwickeltes hydrothermales Verfahren zur wässrigen Extraktion von Buchenholz ermöglicht durch spezielle Prozessführung die Gewinnung des Polysaccharids Xylan in einer bisher nicht verfügbaren Qualität, sodass es sich als Grundstoff für pharmazeutische Wirkstoffe eignet.
Vom Gramm zum Kilogramm
Um Buchenholz ganzheitlich stofflich zu nutzen, wurde im Projekt XyloSolv die wässrige Xylan-Extraktion mit dem ethanolischen Organosolv-Aufschluss gekoppelt, der neben Faserstoff ein hochreines Lignin liefert.
In den Pilotanlagen des Fraunhofer CBP wurde die sequenzielle Extraktion erstmals umgesetzt. Einzelne Verfahrensschritte wurden optimiert, sodass die Produkte ohne Qualitätsschwankungen und mit hohen Ausbeuten hergestellt werden können. Das in Zusammenarbeit von allen Partnern entwickelte und optimierte Extraktionsverfahren ist ressourceneffizient und umweltfreundlich. Analysen zeigten, dass neben dem Produkt Xylan auch das Organosolv-Lignin in hochreiner Form vorliegt und somit für den Einsatz in pharmazeutischen, kosmetischen oder Lebensmittelprodukten geeignet ist.
Vom Kilogramm zur Tonne
Begleitend wurde das gekoppelte Gesamtverfahren vom Projektpartner Glatt Ingenieurtechnik GmbH hinsichtlich seiner technischen Umsetzbarkeit evaluiert und ausgehend von dieser Evaluation ein Konzept für eine Produktionsanlage erstellt. Die anschließende techno-ökonomische Bewertung zeigte, dass die Produktionskosten für Xylan im Bereich der aktuellen Marktpreise für pharmazeutisches Xylan liegen.
Für Organosolv-Lignin sind die Produktionskosten im geplanten Tonnen-Maßstab relativ hoch, sodass dieses nicht für Materialanwendungen in Frage kommt. Eine Möglichkeit ist der Einsatz in hochwertigen pharmazeutischen oder kosmetischen Produkten, in denen die hohe Reinheit des Lignins auch den hohen Preis rechtfertigt. Da Lignin bisher noch nicht in großen Mengen in pharmazeutischen oder kosmetischen Anwendungen eingesetzt wird, soll in zukünftigen Projekten diese Verwertungsoption in Zusammenarbeit mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie untersucht werden.
Ungeachtet dessen strebt die HV-Polysaccharides GmbH & Co. KG die Umsetzung wesentlicher Ergebnisse der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer CBP in einer kommerziellen Xylan-Produktionsanlage an, welche 2025 den Betrieb aufnehmen soll.
Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP
