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ePaper created 2017-03-14, 09:55:24 | version 1.49.03
Biorafineriekonzepte Ein nachhaltiger Ansatz für die Herstellung chemischer Produkte ist die möglichst vollständige Verwertung von Biomasse nach dem Prinzip einer Biorafinerie. Verschiedene land- und forst- wirtschaftliche Reststoffe (Stroh, Holzabfälle) sowie organische Reststoffe unterschiedlicher Industriezweige (Molke, Krabbenschalen und Insektenpanzer, Terpene) konnten wir bereits erfolgreich als Rohstoffquelle erschließen und durch fermentative oder biokatalytische und kombinierte chemische Prozesse zu Basischemikalien umsetzen, die weiter zu Feinchemikalien oder Biopolymeren aufgearbeitet werden. Die parallele oder anschließende energetische Nut- zung der Restbiomasse schließt den Kreislauf und erhöht den Gesamtwirkungsgrad. (Elektro-)chemische Umwandlung Mit der Energiewende und dem Ausbau der regenerativen dezentralen Stromerzeugung steht zukünftig – witterungsabhängig – kostengünstiger Strom zur Verfügung. Wird dieser luktuierend anfallende Überschussstrom lexibel für elektrochemische Reaktionen genutzt, können Basischemikalien nachhaltig hergestellt werden. Hierfür entwickeln wir Katalysatoren und geeignete Elektroden, Elektrolyse-Verfahren und Apparate. Im Fraunhofer-Leitprojekt »Strom als Rohstoff« entwickelt das Fraunhofer IGB ein einstuiges Verfahren, mit dem Ethen elektrochemisch in nur einem Verfahrensschritt hergestellt werden soll. Eine Elektrolysezelle, in der sich mit elektrischer Energie nur aus Wasser und Luft Wasserstoffperoxid herstellen lässt, ist bereits als Prototyp am Fraunhofer IGB verfügbar. Aufarbeitungstechnologien Die Stofftrennung ist in vielen Bereichen der Chemie und Prozessindustrie ein zentraler Verfah- rensschritt. Für das Upstream Processing von Rohstoffen wie für das Downstream Processing von Fermentations- und Syntheseprodukten erarbeitet das Fraunhofer IGB wirtschaftliche Verfahren und plant entsprechende Anlagen. Im Fokus stehen ressourcenefiziente Membran- oder elektrophysikalische Technologien, die vielstuige Aufarbeitungsprozesse vereinfachen und falls erforderlich mit herkömmlichen Trennverfahren wie Zentrifugation, Extraktion oder chromatographischen Verfahren kombiniert werden. 6 8