UNRAVEL – Neuartiger Raffinerie-Ansatz zur Fraktionierung von Lignocellulose mit hoher Wertschöpfung

Lignocellulose stellt einen großen Anteil der nachwachsenden Rohstoffe auf der Erde dar. Die vollständige Nutzung von Lignocellulose als Rohstoff für die Bioökonomie erfordert effiziente und flexible Verfahren der Fraktionierung in die Bestandteile Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Im BBI-EU-Projekt UNRAVEL wurde der neuartige FABIOLA™-Organosolvaufschluss von Lignocellulose erstmalig pilotiert. Dabei kommt Aceton als Lösemittel zum Einsatz. Im Vergleich zu Ethanol kann dadurch bei milderen Temperaturen gearbeitet werden und der Energieaufwand für die Lösemittelrückgewinnung ist reduziert.

Erfolgreiches Scale-up des flexiblen Verfahrens

Das Scale-up des Konzeptes erfolgte an der einzigartigen integrierten Pilotanalage am Fraunhofer CBP. Durch die Integration eines Vorextraktionsschrittes konnten auch komplexe Roh- und Reststoffe wie Birkenholz mit Ästen und Rinde oder Weizenstroh eingesetzt werden. Auch ein Mix dieser Rohstoffe wurde erfolgreich prozessiert. Damit konnten wir die Flexibilität des Verfahrens demonstrieren, die einen wesentlichen Vorteil für eine industrielle Umsetzung darstellt.

Aufarbeitung und Nutzung aller drei Fraktionen

Zur Fällung von Lignin aus der Aufschlusslösung wurde das gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme patentierte Verfahren zur kontinuierlichen Fällung durch Verdampfung des Lösemittels erfolgreich auf den Aceton-Prozess übertragen. Nach enzymatischer Hydrolyse der Cellulose konnte die Fermentation der entstandenen Glucose zu Aceton erfolgreich im 100-Liter-Maßstab demonstriert werden. Die Hemicellulose wurde zu Xylonsäure fermentiert. Das Lignin wurde von den Projektpartnern CNRS und Soprema für Anwendungen in Polyurethanschäumen und Bitumen erprobt.

Ausblick

Die Demonstration des FABIOLA™-Prozesses in der Pilotanlage lieferte vielversprechende Ergebnisse. Bei einer erfolgreichen technoökonomischen Bewertung und Lebenszyklusanalyse des Konzepts im Projekt sind die Weichen für eine industrielle Umsetzung gestellt.