Ultraschalltechnik optimiert Bioraffinerien für Holzabfälle
In Bioraffinerien werden aus Biomasse Treibstoffe, Wärmeenergie und chemische Substanzen erzeugt. Lignozellulose-Bioraffinerien extrahieren stoffliche Komponenten aus Reststoffen und Abfallbiomasse - ein Konzept, das in der EU zunehmend an Bedeutung gewinnt. Dabei werden aus Holzabfällen (Ästen, Zweigen, Schnittholz, Splitt und Sägespänen) Mehrwertprodukte hergestellt. Eine effiziente Lignocellulose-Bioraffinerie extrahiert aus Pflanzenmaterial die drei Komponenten Zellulose, Hemizellulose und Lignin, ohne diese dabei zu zerstören. Diese Komponenten lassen sich industriell vielfältig nutzen, etwa zur Herstellung von Papier, Textilien, Baumaterial, Pharmazeutika, Nahrungsmitteln, Getränken, Kraftstoffen und Schmiermitteln (Cellulose und Hemicellulose). Zudem können sie Energiequelle, Prozessbindemittel, Dispergiermittel, Emulgator und Sequestriermittel sein oder auch Grundstoff für hochwertige chemische Substanzen wie Lignin. Der kommerziellen Nutzung von Holzabfällen in Raffinerien stehen jedoch technische Hürden bei der effizienten Aufbereitung des Materials entgegen. Das EU-finanzierte Projekt BIOSONIC (Novel mobile sonification process for local valorisation of lignocellulosic (forest) materials to produce valuable chemicals) entwickelte eine neue Technologie zur Veredelung von Holzabfällen bei niedriger Temperatur und Druck. Die hocheffiziente Ultraschallmethode könnte eine Alternative zur herkömmlichen Verarbeitung von Pflanzenmaterial darstellen. Hierfür wurden Variablen untersucht, die im Bioraffinerieprozess optimal kombiniert werden können, etwa chemische Substanzen und Bedingungen zur Vorbehandlung sowie Flussrate und Druck. Weiterhin wurden Prozessmodelle erstellt und die Techniken im Labor getestet. BIOSONIC entwickelte eine Pilotanlage, mit der Holzabfälle deutlich schneller als bislang verarbeitet werden können. Die neue Trennungsanlage kann die Biomasse direkt am Standort verarbeiten und umweltfreundliche chemische Substanzen mit höherem Mehrwert als bei den Ausgangsprodukten produzieren. Der Trennungsprozess von BIOSONIC ist im kleinen Maßstab kosteneffektiv, sodass die Aufbereitung vor Ort erfolgen kann, ist aber durch den modularen Aufbau auch für industrielle Umgebungen skalierbar. Die Technologie wird Forstbetrieben zugutekommen, die Mehrwert aus Reststoffen erzeugen, einer Biomasse, die sonst entsorgt oder bestenfalls als Brennstoff dienen würde.
