Bioraffinerie 2021

Federführendes Institut HF Institut für Holzforschung

Bioraffinerie 2021

Bioraffinerie 2021- Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie

Wenn aus Lignocellulosen - etwa aus Holzresten - Bioethanol gewonnen wird, bleibt ein ligninreicher Hydrolyserückstand. Daraus lassen sich beispielsweise durch Pyrolyse aromatische Plattformchemikalien gewinnen. In unserem Projekt haben wir Flash-Pyrolysen und analytische Methoden untersucht.

Hintergrund und Zielsetzung

In Bioraffinerien, die sich mit der Produktion von Ethanol befassen, fallen als Nebenprodukt größere Mengen an Hydrolyserückständen an, die überwiegend aus Lignin und nicht abgebauten Kohlenhydratresten bestehen. In der Regel werden diese Stoffe energetisch genutzt. Um die Wertschöpfung zu verbessern haben wir versucht, den Hydrolyserückstand in einer speziellen Apparatur in einem Reaktor mit zirkulierender Wirbelschicht zu pyrolysieren, um monomere, wertvolle Aromaten gewinnen zu können.

Vorgehensweise

Die Pyrolyseversuche haben wir an der Technischen Universität Hamburg Harburg (TUHH) durchgeführt, am Thünen-Institut für Holzforschung (HF) wurde die Analytik für die Versuche entwickelt und erprobt.

Unsere Forschungsfragen

Lässt sich ligninreicher Hydrolyserückstand für die Gewinnung aromatischer Plattformchemikalien durch Pyrolyse nutzen?

Ergebnisse

Bei der Variation der Förderrate des Lignins ergibt sich bei einer Förderrate von 10kg/h die höchste Aromatenausbeute von 12,5 Gew.-% bezogen auf die eingesetzte Ligninmenge.

Bei einer Halbierung der Gasverweilzeit von ca. 0,8 s auf 0,4 s steigt die Ölausbeute um ca. 72%, wobei die Aromatenausbeute ebenso stark zunimmt. Offensichtlich treten nach der Freisetzung der Pyrolyseöle Folgereaktionen auf, in denen die Öle gecrackt und zu gasförmigen Kohlenwasserstoffen zersetzt werden. Bei einer Verweilzeitverkürzung treten diese Folgereaktionen weniger stark auf.

Der Abschlussbericht findet sich hier:

bioraffinerie2021.de/wp-content/uploads/2013/09/BR2021_Abschlussbericht.pdf