Bis 2010 beabsichtigt die Europäische Union, die Produktion von Biodiesel auf rund acht Millionen Tonnen pro Jahr zu steigern. Doch der vermeintlich Öko-Kraftstoff birgt ein Problem in sich: Pro Tonne Biodiesel fallen 100 Kilogramm Glycerin an – an sich ein wertvoller Rohstoff, der jedoch in dieser Menge (noch) nicht verwertet werden kann. Wohin also damit?
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Bei angestrebten acht Millionen Tonnen Biodiesel würden allein in Europa rund 800.000 Tonnen Glycerin produziert werden. Der gesamte Weltjahresbedarf beläuft sich aktuell allerdings nur auf rund 500.000 Tonnen und die traditionellen Anwendungsgebiete in der Kosmetik-, Nahrungs-, Genussmittel- und Pharmaindustrie sind weitgehend ausgeschöpft. Da auch Entsorgung oder Endlagerung keine Alternative darstellen, stellt sich die Frage: Wohin mit dem Rohstoff Glycerin?
Am Fachbereich Bio- und Chemieingenieurwesen der Universität Dortmund sucht ein Wissenschaftlerteam um Professor Arno Behr jetzt nach Alternativen, um die immensen Glycerin-Überschüsse einer wirtschaftlichen Verwendung zuzuführen. Unterstützt vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz und dem Industriepartner Cognis Oleochemicals wollen die Forscher Verfahren erarbeiten, mit denen für den Rohstoff neue Einsatzgebiete erschlossen werden können.
Glycerin als „Synthese-Helfer“?
Hierbei werden in vier Projekten zwei unterschiedliche Lösungsansätze verfolgt. In den ersten beiden Projekten wird Glycerin in Synthesereaktionen eingesetzt. Bei der Oxidation in Gegenwart geeigneter Katalysatoren wie Gold oder Palladium entsteht eine vielfältige Produktpalette von interessanten chemischen Feinprodukten wie zum Beispiel Oxalsäure. Bei der Carbonylierung des Glycerins – der katalytischen Reaktion mit Kohlenstoffmonoxid – streben die Dortmunder Chemieingenieure die Synthese der Bernstein – und Glutarsäure an, die zu Kunststoffen weiter verarbeitet werden können.
Glycerin für Waschmittel und Kosmetik?
Die beiden anderen Projekte basieren auf schon bekannten Verfahren. Hier versuchen die Wissenschaftler, diese Verfahren zu verbessern, um so selektiv auf die gewünschten Endprodukte zugreifen zu können. So genannte Glycerintelomere werden durch katalytische Umsetzung von Glycerin mit Butadien hergestellt. Diese Substanzen haben ein großes Potenzial zur Synthese von Tensiden, den Hauptbestandteilen von Waschmitteln. Da sich im Rahmen der Glycerin-Telomerisation verschiedene Produkte bilden können, versuchen die Dortmunder Wissenschaftler, mit Hilfe der Katalyse und der Verfahrenstechnik selektiv bestimmte Tensidrohstoffe herzustellen.
Auch bei der Glycerionoligomerisation handelt es sich um ein bewährtes Verfahren, Glycerinoligomere werden beispielsweise in der Kosmetik- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Bei dieser Reaktion können eine ganze Reihe verschiedener Oligomere entstehen. Wirtschaftlich besonders interessant sind jedoch die kurzkettigen Oligomere. Daher suchen die Dortmunder Chemieingenieure geeignete Katalysatoren, um diese möglichst selektiv herstellen zu können.
Bei allen Projekten ist es das Ziel der Wissenschaftler, die Verfahren schon im Labor so zu gestalten, dass sie später im großtechnischen Maßstab problemlos umgesetzt werden können.
"Hierzu werden die Reaktionen von uns in so genannten Miniplants durchgeführt." so Projektleiter Prof. Arno Behr: "das sind quasi Chemieanlagen im Miniaturmaßstab, die aber über alle charakteristischen Eigenschaften einer großen Produktionsanlage verfügen."
(Universität Dortmund, 05.02.2007 – NPO)
