Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBPProjekt ALIGN gestartet – Entwicklung von biobasierten Aromaten aus Lignin
In den nächsten drei Jahren entwickeln die acht Projektpartner Axxence, CLIB2021, Fraunhofer CBP, KU Leuven, LXP Group, Phytowelt, UPM und VITO gemeinsam »Aromaten aus LIGNin«. Dabei sollen beispielsweise Phenolharze zur Herstellung von Hochdrucklaminaten sowie von natürlichem Vanillin für Lebensmittel und Getränke eingesetzt werden. Die deutschen Projektpartner erhalten 1,3 Mio EUR vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
Lignin, das zweithäufigste terrestrische Polymer, stellt die einzige biogene Quelle für biobasierte Aromaten dar. Bisher wird Lignin aber nur in begrenzten Mengen eingesetzt. Herkömmliche Ligninextraktionsverfahren sind oft auf die Fraktionierung und Reinigung von Cellulose für die Zellstoffherstellung optimiert. Da hierbei Lignin als Nebenprodukt betrachtet wird, ist das in den Zellstofffabriken anfallende Lignin in der Regel mit Sulfat verunreinig. In der Regel wird es daher lediglich energetisch verwertet und verbrannt.
Um Bioraffinerien rentabel zu machen, ist die Umwandlung von Lignin in hochwertige Produkte jedoch unerlässlich. Ziel des Projekts ist daher der Einsatz von Ligninextraktionsverfahren, die die Struktur und Funktionalität von Lignin erhalten. In Kombination mit innovativen chemischen und biotechnologischen Umwandlungswegen soll dies die Herstellung funktionalisierter Bioaromaten ermöglichen. Dadurch werden neue, bisher nicht zugängliche Strukturen mit neuen Funktionalitäten und damit einem neuen Leistungsspektrum identifiziert, die in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt werden können.
Das Projekt ALIGN konzentriert sich auf die Skalierung von drei Extraktionsverfahren, die sowohl zu einer hochwertigen Ligninfraktion als auch zu einer reinen Cellulose-/Zuckerfraktion führen: Das LX-Verfahren (LXP), ein Organosolv-Verfahren kombiniert mit basenkatalysierter Depolymerisation (BCD) und dem Lignin-First-Verfahren (LFP). Die aus den drei Verfahren gewonnenen Ligninfraktionen unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung hinsichtlich des Depolymerisations- und Funktionalisierungsgrades.
Ausgehend von dieser breiten Palette unterschiedlicher Ligninderivate in Kombination mit maßgeschneiderten Downstream Processing (DSP)-Strategien lassen sich verschiedenste Bioaromaten mit einzigartigen Eigenschaften herstellen. Ziel des Projektes ist es, diese Bioaromaten als Phenolharze für die Herstellung von Hochdrucklaminaten sowie als natürliches Vanillin für Lebensmittel und Getränke einzusetzen.
Zur Förderung einer industriellen Umsetzung deckt das Konsortium die gesamte Wertschöpfungskette von der Ligningewinnung (Fraunhofer CBP, LXP Group, KU Leuven) über DSP (VITO) bis zur Anwendung (UPM, Phytowelt, Axxence) unter der Koordination von CLIB2021 ab. Neben den oben genannten können die Prozesse in zukünftigen Projekten für eine Vielzahl von Anwendungen für Aromaten – von Fein- bis Basischemikalien – angepasst werden.