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Quelle: Universität Hohenheim
Forscher der Universität Hohenheim arbeiten seit Jahren daran, aus pflanzlicher Biomasse neue Plattformchemikalien zu entwickeln. Dafür experimentierte ein Team um Andrea Kruse in der Vergangenheit auch mit ungewöhnlichen Gewächsen wie dem in China beheimateten Schilfgras Miscanthus und der Salatpflanze Chicorèe. Aus diesen Pflanzen konnten die Wissenschaftler jeweils einen der wichtigsten Ausgangsstoffe zur Herstellung biogener Kunststoffe gewinnen. Hydroxymethylfurfural –kurz HMF– wird beispielsweise zur Herstellung von Plastikflaschen und Nylonstrümpfen verwendet. Aber auch Lebensmittelverpackungen, Fasern für Autositze, Sportbekleidung oder Autoteile können daraus hergestellt werden.
Technikum ermöglicht HMF-Produktion im großen Maßstab
Nach den erfolgreichen Versuchen im Labor gehen die Wissenschaftler nun den nächsten Schritt: Mit der Eröffnung des neuen Bioraffinerie-Technikums starten sie das Scale-up und wollen demonstrieren, dass die Herstellung wichtiger Basischemikalien aus pflanzlicher Biomasse auch im großen Maßstab funktioniert und welche Vorteile sich daraus für Landwirte ergeben. Ende Oktober wurde die Anlage auf dem Gelände der Hohenheimer Versuchsstation Unterer Lindenhof eingeweiht.
Mehrere Nutzungsmöglichkeiten pro Pflanze
Das Bioraffinerie-Technikum besteht aus mehreren Modulen, die sowohl am Anfang als auch am Ende der Prozesskette ersetzt oder erweitert werden können. Zunächst werden die im Labor erfolgreich erprobten Prozesse für Miscanthus-Gras und Chicorèe-Rüben in der Anlage getestet. Bei dem sogenannten Chinaschilf handelt es sich um eine sehr robuste und genügsame Pflanze, die, einmal auf ein Feld gebracht, jahrzehntelang wächst und dabei einen hohen Flächenertrag bietet. Aus dem Stroh von Miscanthus kann sowohl Zucker als auch Lignin zur Herstellung von Kunststoffkomponenten gewonnen und der Rest vom Gras in der hauseigenen Biogasanlage weiter verarbeitet werden. Auch aus den Wurzelrüben des Chicorèe, die als Abfall anfallen, konnten die Hohenheimer Forscher die Basischemikalie HMF gewinnen.
Basischemikalien aus Biomasse gewonnen
Das Herz der Anlage ist jedoch das Modul mit dem Reaktor zur Umwandlung der Rohstoffe in HMF und der Einheit zur Abtrennung von HMF aus Wasser. „Wir starten damit, dass wir mit Wasser und Säure die Lignocellulose aus dem Miscanthus in Zucker umwandeln. Im nächsten Schritt wird dieser zu HMF, und anschließend wird das HMF aus der wässrigen Lösung abgetrennt“, erklärt Chemikerin Andrea Kruse. Darüber hinaus entsteht bei der Vorbehandlung des Miscanthus auch Lignin, aus dem wiederum die Basischemikalien Furfural und Phenole gewonnen und zur Herstellung von Kunstharz, biogenen Spanplatten und Sperrholz verwendet werden können. Anstelle von Miscanthus als Ausgangsstoff können Kruse zufolge neben Chicorée-Rüben auch Altbackwaren als Biomasse eingesetzt werden.
On-Farm-Anlage für den Bauernhof
Plastik direkt vom Acker – dies ist die Vision von Andrea Kruse, die mit dem Bioraffinerie-Technikum allmählich Wirklichkeit wird. Denn die Bioraffinerie ist Teil der „On-Farm-Anlage“, die Landwirten eine neue Perspektive geben soll. „Wir wollen damit die Bioökonomie umsetzen und gleichzeitig Landwirten eine neue Einnahmequelle verschaffen“, sagte Kruse in einem Gespräch mit bioökonomie.de.
