Sägemehl zu Kunststoff: Koreanisches Verfahren verdreifacht Ausbeute

Forscher in Südkorea haben ein neues Verfahren entwickelt, das Cellulose, den Hauptbestandteil von Sägemehl, in einen Rohstoff für Kunststoffe umwandelt. Die Produktivität liege mehr als dreimal so hoch wie bei bisherigen Methoden.

Wie das Korea Research Institute of Chemical Technology mitteilt, hat ein Team um den leitenden Forscher Hwang Dong-won gemeinsam mit der Gruppe von Professor Han Ji-hoon an der POSTECH einen verknüpften dreistufigen Prozess namens BMF-AMF-FDCA entwickelt. BMF ist ein Zwischenprodukt, das aus chemisch aufbereiteter Cellulose entsteht. AMF ist eine vergleichsweise stabile Vorstufe, die aus BMF gewonnen wird, und FDCA ist eine biobasierte Chemikalie für die Kunststoffherstellung.

Weniger Druck, weniger Aufreinigung

Das Team reduzierte Hochdruckreaktionen und beschränkte die anschließende Abtrennung, Reinigung und den Lösungsmittelwechsel auf ein Minimum. Mit Schwefelsäure und Bromidsalzen wandelten die Forscher Cellulose bei Normaldruck in BMF um. Laut Hwang nutzt das Verfahren aus, dass sich Wasser und Öl nicht mischen: Instabile Zwischenprodukte wandern rasch in die Ölphase und werden so abgetrennt.

Die BMF-Ausbeute erreichte bis zu 82 Prozent, in einem 10-Liter-Reaktor wurden 73 bis 79 Prozent bestätigt. Der Einsatz halogenhaltiger Stoffe sank auf ein Dreißigstel im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren über das salzsäurebasierte Zwischenprodukt CMF. Die FDCA-Reinheit liegt bei über 99 Prozent.

Die gesamte Masseausbeute betrug bis zu 56,8 Prozent bezogen auf Cellulose und 45,5 Prozent bezogen auf Holzsägemehl. Eine Studie der Universität Groningen und weiterer Partner von 2022 kam auf 32,7 Prozent aus Cellulose.

Nächster Schritt: Demonstrationsanlage

Die Ergebnisse erscheinen in der November-Ausgabe des Chemical Engineering Journal (Impact-Faktor 12,5). Gemeinsam mit dem Industrieministerium bereitet das Team eine Demonstrationsanlage für mehr als 1.000 Tonnen pro Jahr vor. Eine praktische Anwendung erwarten die Forscher nach Abschluss des Projekts im Jahr 2030.