Bioraffinerie-Nebenprodukte Kann eine Biomasse-Verwertung ohne Abfallprodukte gelingen?

In einer Bio-Raffinerie fallen in erheblichen Mengen die unterschiedlichsten Abfallprodukte bei der Verwertung der Bio-Rohstoffquellen an. Um diesen Prozess effizienter zu gestalten, untersuchten zwölf Partner aus Wissenschaft und Industrie Verfahren zur möglichst vollständigen Verwendung aller Rohstoffkomponenten.

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Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angew. Materialforschung - IFAM -

Bremen – Die Ergebnisse des durch die Europäische Union geförderten Projekts „Valorizing Biorefinergy By-Products – kurz Valor Plus“ und weitere neue Technologien wurden kürzlich auf einem Workshop am Bremer Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung vorgestellt. Die Erkenntnis des Projekts: Die Kette für die Verwertung von Biorohstoffen ist noch nicht geschlossen.

Für eine nachhaltige und wirtschaftliche Nutzung des gesamten Spektrums sind neue chemische und biologische Verarbeitungsprozesse zu erforschen und weitere Anwenderindustrien zu identifizieren. Damit die Nebenprodukte für andere hochwertige Erzeugnisse nutzbar werden, müssen fortschrittliche Bioraffinerien ganzheitlich konzipiert sein, sodass neue Technologien zur Freisetzung, Verfeinerung und Transformation von Biomasse integriert werden können, um mehrfache Massen- und Produktströme zu produzieren.

Während der vierjährigen Laufzeit des Valor Plus-Projekts konzentrierten sich die Entwicklungspartner auf fünf Schlüsselbereiche zur weiteren Verarbeitung von Bioraffinerieprodukten:

• Entwicklung einer neuartigen Methode für den kontrollierten Abbau, einer Freisetzung und Fraktionierung der Lignocellulose;

• Erforschung neuer Enzyme und Mikroorganismen zur kontrollierten Hydrolyse und Umwandlung von Hemicellulose zu hochwertigen Oligomeren und Bulk-Fermentationsproduktströmen;

• Einsatz kombinierter chemo-enzymatischer und chemo-mikrobieller Verfahren zur kontrollierten Depolymerisation und Umwandlung von standardisierten Lignin-Rohstoffen in Wertproduktströme;

• Entwicklung neuer Mikroorganismen, geeignet für die Fermentation von Roh-Glycerin zu höherwertigen Produktströmen;

• Demonstration des technologischen und wirtschaftlichen Potenzials.

Positive Entwicklungen, doch es muss noch viel Forschung erfolgen

Bei allen Fragestellungen wurde ein ganzheitliches Konzept verfolgt und überprüft, inwieweit die einzelnen Technologien bestehende Bioraffinerien ergänzen oder in diese integriert werden können. Ein weiterer Schwerpunkt innerhalb des Projekts war es aufzuzeigen, wie die bisher recht losen Enden zwischen Biorohstoffherstellung und der industriellen Verwendung systematischer genutzt werden können. Auf dem Workshop wurden die Fortschritte im Bereich der Biotechnologie, von Bioprodukten und verschiedener Anwenderszenarien vorgestellt. Wichtige Inhalte waren die Kombination der Entwicklung neuer biotechnologischer Verfahren mit dem Fokus auf potenzielle Anwendungen der Rohstoffe und entsprechende Absatzmärkte.

Vielversprechende Ergebnisse zeigten die Referenten aus den Bereichen der Anwendungen biobasierter Rohstoffe als Bindemittel in Beschichtungen und Farben sowie Lack- und Klebstoffformulierungen auf. Daneben gab es Einblicke in neue chemo-mikrobielle Umwandlungen von Ligninextrakten, neuartiger Enzymkombinationen zur Fermentierung, der Herstellung von Fasern aus Biopolymeren oder die Entwicklung von formaldehydfreiem Melaminharz und Anwendung mit biobasierten Materialien.

Die tiefere Vernetzung von der Rohstoffherstellung, der dazu notwendigen optimierten Technologien bis hin zum fertigen industriellen Produkt konnte durch die vielfachen themenübergreifenden Diskussionen der Teilnehmer während des Workshops vorangetrieben werden. Trotz der vielfältigen positiven Entwicklungen und den umfangreich dargestellten Beispielen der bereits kommerziellen Nutzung von Biorohstoffen, ist aber abzusehen, dass noch fundierte Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu leisten ist, bis biobasierte Rohstoffe fossile Quellen umfassend ersetzten können.

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