Lignin: Neues Leben für einen alten Stoff durch verbessertes Fällungsverfahren

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Lignin in verschiedenen Formen (Foto. IGM / mynewsdesk)

Magdeburg – Lignin ist ein Abfallprodukt bei der Gewinnung von Zellstoff. Bislang werden davon rund 95 Prozent zur Gewinnung von Prozessenergie und zum Recycling der Aufschlusschemikalien verbrannt. Doch das unscheinbare bräunliche Pulver kann mehr als nur als Brennstoff zu dienen, sagt Peter Schulze, Chemieingenieur am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg.

Beim alt bekannten OrganoSolv-Prozess wird das Lignin in Ethanol und Wasser bei rund 200 Grad Celsius gelöst. Aus der dunkelbraunen Lignin-Lösung wird dann das Lignin durch Ethanolverdampfung oder Wasserverdünnung ausgefällt. Anschließend wird filtriert und getrocknet. Diese Fällungsprozesse sind energetisch aufwändig, unwirtschaftlich und in der Praxis nur schwer zu steuern. Denn das Lignin fängt ab einem bestimmten Verhältnis von Temperatur und Ethanol-Konzentration der Kochlauge an, zu einer zähen und pechschwarzen Masse zu verkleben, erklärt Peter Schulze.

Der Fakt war bekannt. Nur wusste bislang niemand genau, an welchem Punkt die Kochlauge perfekt ausbalanciert ist und das Lignin gefällt werden kann, ohne dabei zu verkleben. Bis die Forscher-Kollegen vom Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP aus Leuna 2013 um Unterstützung baten und Peter Schulze als Projektverantwortlicher eigenständig zu arbeiten und zu forschen begann. Ein Jahr lang testete, analysierte unzählige Messreihen . „Dann hatten wir die Lösung und das perfekte Verhältnis“, erzählt der Chemieingenieur nicht ohne Stolz.

2014 wurde das verbesserte Verfahren zur Ligninfällung patentiert. Und die Ergebnisse der Analysen fließen demnächst in eine Pilotanlage in Leuna ein, die Lignin semi-kontinuierlich und in größeren Maßstäben produziert. Somit wird die Lücke zwischen Labor und industrieller Umsetzung deutlich kleiner. Denkbar sind dann auch die verschiedenen Größenverteilungen der Lignin-Partikel, was für die Weiterverarbeitung wichtig sein wird. Schließlich stecken in dem unscheinbaren bräunlichen Pulver viele Potentiale. Zum einen könnte es zu neuen und recyclingfähigen und CO2-neutralen Werkstoffen weiterverarbeitet werden und kann Kunststoffe auf Basis fossiler Rohstoffe, wie zum Beispiel Erdöl, ersetzen.

Das Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme Magdeburg und das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP Leuna kooperieren im Spitzencluster Bioökonomie Sachsen-Anhalt. Die Chemie- und Bioökonomie ist ein Schwerpunkt der Regionalen Innovationsstrategie (RIS), in der Sachsen-Anhalt das Ziel formuliert hat bis zum Jahr 2020 zu den europäischen Innovationsführern aufzusteigen.

Quelle: Investitions- und Marketinggesellschaft Sachsen-Anhalt mbH (IMG)