Der Fachbegriff Primärraffination bezeichnet die Trennung von Holz in seine Komponenten. Dazu wird dieses zuerst mechanisch zerkleinert und dann mithilfe chemischer und physikalischer Prozesse aufgetrennt. Eine Möglichkeit dafür ist der Kraft-Aufschluss. Allgemein entstehen aus einer Biomasse dann sogenannte Vorläufer. Handelt es sich bei der Biomasse beispielsweise um Holz, dann sind die Vorläufer Cellulose, Hemicellulosen und Lignin.
Um Kreislaufwirtschaft in der Industrie zu verankern, werden weltweit und auch in Österreich zunehmend Bioraffinerien gebaut. In Bioraffinerien werden im Gegensatz zu Erdölraffinerien nachwachsende Rohstoffe verarbeitet – das entspricht Prinzip 7 der Grünen Chemie (Nutzung erneuerbarer Rohstoffe). Die Definition von Bioraffinerien ist etwas sperrig (du findest sie hier), daher hier die kompaktere Version:
In Bioraffinerien wird Biomasse (Holz, Stroh, …) möglichst vollständig zu Chemikalien, biogenen Werkstoffen und anderen stofflichen Produkten sowie Brenn- und Kraftstoffen verarbeitet. Das Ziel ist es, nachwachsende Rohstoffe in einem Kreislauf zu behalten, und nicht ausschließlich durch Verbrennung energetisch zu nutzen.
Je nach Biomasse kann unter anderem in Zucker-Bioraffinerien, Stärke-Bioraffinerien, Pflanzenöl-Bioraffinerien, Algenlipid-Bioraffinerien und Lignocellulose-Bioraffinerien unterschieden werden.
Super, jetzt weißt du, dass Holz die Biomasse der Lignocellulose-Bioraffinerie ist! Die Lignocellulose-Raffinerie wollen wir nun genauer unter die Lupe nehmen.
Grundsätzlich können die Abläufe in einer Lignocellulose-Bioraffinerie in zwei Phasen eingeteilt werden: Die Primärraffination und die Sekundärraffination. In der Primärraffination wird das Holz zuerst mechanisch zerkleinert und dann in seine Komponenten Cellulose, Hemicellulosen und Lignin zerlegt. Diese Komponenten werden Vorläufer genannt. Wie genau die Primärraffination funktioniert, erfährst du hier.
Die getrennten Komponenten werden anschließend im Zuge der Sekundärraffination zu sogenannten Plattformchemikalien umgewandelt. Manchmal sind diese schon das gewünschte Produkt, meistens werden sie jedoch noch zu anderen Produkten oder Anwendungen weiterverarbeitet. Mehr Informationen zur Sekundärraffination findest du hier.
Ein wichtiges Produkt der chemischen Industrie, das in Lignocellulose-Bioraffinerien hergestellt werden kann, ist Essigsäure. Diese wird unter anderem in großen Mengen für die Lebensmittel- sowie die chemische Industrie hergestellt. Hier werden die Abläufe in einer Bioraffinerie beispielhaft an der Herstellung von Essigsäure aus Holz beschrieben.
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Alexandra Tepla, MEd BSc
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Mag.a Martina Zodl
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