EnglishAkteure des BioEconomy Clusters arbeiteten im EU-Projekt BioConSepT mit an erstmaliger Plastikproduktion aus ungenießbarer Biomasse im industrierelevanten Maßstab
Fraunhofer CBP Pilotanlage © Norbert Michalke
Das vierjährige EU-Forschungsprojekt „BioConSepT“ entwickelte Produktionsprozesse, die im Gegensatz zur herkömmlichen Bioplastikproduktion auf der Verwendung von ungenießbarer Biomasse beruhen. Ziel war es, günstiger und nachhaltiger zu sein als bestehende Prozesse, ohne dabei in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zu stehen. Die hierzu verwendete Biomasse der zweiten Generation sind ungenießbare Öle und Fette sowie Lignozellulose (z.B. Holz oder Stroh). Aus diesen wurden Zwischenprodukte wie biobasierte Polymere, Harze, Weichmacher, Biotenside und Lösungsmittel hergestellt, die zum Beispiel in Bioplastik ihre Anwendung finden. 29 Europäische Partner arbeiteten zusammen, um diese Prozesse erstmals im produktrelevanten Maßstab umzusetzen.
Weiterentwicklungen in der gesamten Produktionskette
Das europäische Vorzeigeprojekt beschäftigte sich mit der gesamten Produktionskette, von den Rohstoffen bis zu den Endprodukten. Rohstoffe der zweiten Generation, die nicht zur Nahrungsmittelproduktion eingesetzt werden können, wurden enzymatisch, mikrobiell als auch chemisch in Plattformchemikalien umgewandelt, welche unter anderem in der Bioplastikproduktion eingesetzt werden. Robuste Enzyme und Mikroorganismen, kontinuierliche Prozesse, neue Reaktoren und selektive Aufarbeitungstechnologien leisteten einen entscheidenden Beitrag zur Kostenreduktion in der Produktion.
Epoxidation-Schema: Die chemo-enzymatische Epoxidierung des ausgewählten Pflanzenöls erfolgt unter Verwendung von Wasserstoffperoxid in einem gerührten Reaktor. Nach Beendigung der Reaktion wird das immobilisierte Enzym mittels Filtration abgetrennt und zur Wiederverwendung in weiteren Reaktionszyklen zurückgeführt. In einem Dekanter wird anschließend die wässrige von der organischen Phase separiert. Die organische Phase wird zur Entfernung von Wasserstoffperoxidrückständen im Folgeschritt gewaschen. Zur Gewinnung des epoxidierten Pflanzenöls wird im letzten Prozessschritt das organische Lösemittel in einer Destillationsanlage abgetrennt und zurückgeführt. © Fraunhofer IGB
Produktion im großen Stile
Die Lücke vom Labor zur industriellen Umsetzung der Ergebnisse wurde durch Skalierung in den industrierelevanten Maßstab geschlossen. Die erfolgreiche Demonstration der Herstellungsprozesse für Furandicarbonsäure (FDCA) und Epoxide in produktrelevanten Mengen beweisen das Potential von Biomasse der zweiten Generation. In Reaktorvolumina von bis zu 1 m3 werden jeweils rund 100kg dieser beiden Plattformchemikalien hergestellt. Verwendung finden sie in Getränkeverpackungen, im Textilbereich als Hochleistungsfasern oder als Klebstoffe bzw. in Beschichtungen.
Abschlusskonferenz in Merseburg
Das Konsortium lud die internationale Chemieindustrie vom 10 – 11. November 2015 zur Vorstellung der Projektergebnisse nach Merseburg ein. Im Fokus der Konferenz stehen die Skalierung der FDCA-Herstellung und der enzymkatalysierten Epoxid-synthese auf produktrelevante Produktionsmengen und ein Besuch der Pilotanlagen des Fraunhofer CBP in Leuna in denen einige Prozessschritte demonstriert wurden. Das Konsortium präsentiert außerdem diverse Ergebnisse aus der gesamten Produktionskette von weiteren bio-basierten Chemikalien.
BioConSepT ist ein € 13 Millionen EU-Forschungsprojekt das aus Biomasse der zweiten Generation wertvolle Chemikalien und Bioplastik herstellte. TNO koordinierte dieses vierjährige Projekt mit 29 Partnern, die sich aus Forschungs- und Technologie-Zentren, industriellen Konzernen sowie kleinen und mittelständischen Unternehmen zusammensetzten. Ein zentraler Akteur war auch das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna in der Modellregion der Bioökonomie des Spitzenclusters BioEconomy.
Mehr Infos zum Projekt: www.bioconsept.eu
