Das Hauptziel dieses Projektes ist die Verwertung der Hydrolysate, welche bisher als Nebenströme einer bisher auf die Ligninproduktion ausgerichteten Lignocellulose-Bioraffinerie, anfallen. Diese Fraktionierung der Biomasse wurde in vorherigen Projekten entwickelt:„BIORAFFINERIE 2021“ (Förderkennzeichen BMBF 031B0091).

Die Wirtschaftlichkeit der im Vorprojekt ausgearbeiteten Bioraffinerie ist durch die Isolierung und Verwertung des Hydrolysats in einer Sekundärraffinerie zu erhöhen, die hierbei nichtverwerteten Reste in einer Biogasanlage zu vergären. Als Zielprodukte werden primär Milchsäure und Propionsäure (mikrobiologische Umsetzung der Hydrolysate) sowie Fructane (C6-Oligomere) und Pentosane (C5-Oligomere) (Abtrennung aus Hydrolysaten durch chromatographische Verfahren) ausgewählt.

Ein hierbei implizierter Schwerpunkt ist die notwendige Erweiterung und Skalierung des Aufschlussverfahrens im Vorlauf zur Sekundärraffinerie. Der bisherige Festbettansatz mit vertikalen Autoklaveneinheiten wurde in Bioraffinerie2021 experimentell validiert mit einer möglichen Verarbeitungskapazität von etwa 300 t/a, eine verfahrenstechnische Begrenzung konnte theoretisch bei etwa 30.000 t/a ermittelt werden. In diesem Projekt soll nunmehr eine horizontal-radiale oder kontinuierliche hydrothermale Vorbehandlung der Biomasse (LHW) in einem druckfesten, horizontal ausgerichteten Autoklav bzw. Extruder erstmalig realisiert werden. Dies würde entsprechend größere und insbesondere industriell angestrebte Durchsatzraten ermöglichen bzw. theoretisch absichern. Die Arbeiten erfordern somit eine verfahrenstechnische Anpassung mehrerer Unit-Operations im up- und downstream.

Dabei muss die etablierte Ligninqualität erhalten bleiben, damit weiterhin die im Vorprojekt erreichte Verarbeitungsfähigkeit, z.B als Adhesivzusatz, Compounding-Grundstoff oder pharmazeutischer Wirkstoffträger, möglich bleibt.

Die Verwertungsmöglichkeiten der Projektergebnisse fallen zum einen in eine konkurrenzfähige und nachhaltige Produktionskostenoptimierung für LA und PA, aber auch in einen wissenschaftlich- technologischen Beitrag zur kontinuierlichen Biomasse-Hydrolyse bei möglichst vollständiger Produktkaskade.