Chemische Verfahren

Ausgangsstoffe für Chemie-, Pharma- und Lebensmittelindustrie aus Lignin, erneuerbarer Energie und CO2

Im Vordergrund steht die verfahrenstechnische Entwicklung chemischer Prozesse zur Herstellung von biobasierten Grund-, Fein-, und Plattformchemikalien sowie petrochemischen Produkten für eine Weiterverarbeitung in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie. Edukte dieser Prozesse bilden alternative Quellen wie Lignin, erneuerbare Energien, strombasierter H2 und CO2 aus Rauchgasen oder nach Adsorption aus der Luft.

Neben der Entwicklung und Überführung neuer Verfahrenskonzepte vom Labor- bis in den Technikumsmaßstab spielt auch die Optimierung der Stoff- und Energieeffizienz eine wichtige Rolle. Entwicklungsbegleitend können durch theoretische Betrachtungen und Prozesssimulation Verfahrensschritte optimiert, energetisch betrachtet und bilanziert werden.

Wertschöpfung aus Lignin

© Sven Döring
Organosolv-Lignin nach Fällung und Filtration auf der Filterpresse.

Für den wirtschaftlichen Betrieb von Bioraffinerien ist die Umwandlung von Lignin in hochwertige Produkte unerlässlich. Wir untersuchen und skalieren Verfahren zur Modifikation und Depolymerisation von Lignin, welche dessen Struktur und Funktionalität erhalten oder steigern. So werden neue, bisher nicht zugängliche aromatische Strukturen mit neuen Funktionalitäten und damit einem neuen Leistungsspektrum identifiziert, die in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen eingesetzt werden können.

Strombasierte Kraftstoffe und Chemikalien

Power‑to‑X‑Vorhaben rücken im Zuge der Energiewende immer mehr in den Fokus der Forschung, da Überschussstrom aus der regenerativen Energieerzeugung auch für die elektrochemische Herstellung von Grundchemikalien oder Kraftstoffen eingesetzt werden kann. Damit weitet sich die Nutzung erneuerbarer Energien zunehmend auch auf den Chemiesektor aus. Am Fraunhofer IGB und CBP untersuchen wir, wie sich regenerativ erzeugter »grüner« Wasserstoff in nachhaltigen Syntheseprozessen nutzen lässt, etwa zur chemokatalytischen Konversion von CO2 in Plattformchemikalien oder Brenn- und Kraftstoffe.  

Windrad und Solarzellen.

Prozess- und Anlagenauslegung

© Norbert Michalke/Fraunhofer IGB
Anlage zur Herstellung von Ligninbruch­stücken am Fraunhofer CBP.

Mithilfe moderner Simulationstools (CHEMCAD, Aspen) bewerten wir gemeinsam mit unseren Projektpartnern die entwickelten Verfahren hinsichtlich ihrer Energie- und Rohstoffeffizienz, planen und bauen Anlagen und nehmen sie in Betrieb.

Produktabtrennung und -aufarbeitung

Für kundenspezifische Anwendungen werden neue maßgeschneiderte Aufarbeitungsverfahren entwickelt, skaliert und evaluiert. Dabei bewerten und optimien wir die industrielle Umsetzbarkeit der Verfahren bereits im Labormaßstab.