Das Projekt "Teilvorhaben 1: Verfahrenstechnische Optimierung, Bewertung und Umsetzung der reduktiven Hydrothermolyse von Zuckern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dow Deutschland, Werk Rheinmünster durchgeführt. Durch reduktive Hydrothermolyse sollen einfache Zucker wie Glucose, Fructose oder Xylose mit einem hohen Anteil chemisch nahezu äquivalenter Hydroxylgruppen in C2-, C3-, C4-, C5- und C6-Polyole mit dem Ziel umgewandelt werden, eine neue Rohstoffbasis für Polyole zur Herstellung von Kunststoffen wie z. B. Polyestern oder Polyurethanen bereitzustellen. Die ausgewählten Zucker zeichnen sich durch eine hohe Anzahl von Hydroxylgruppen neben einer Aldehyd- bzw. Ketogruppe aus. Ziel ist es nun, die Struktur des Kohlenstoffgerüsts und die Hydroxylgruppen zu erhalten und die Aldehyd- bzw. Ketogruppe zu reduzieren. Da bei erhöhten Temperaturen gearbeitet wird, treten wegen des zunehmenden Acidifizierungspotentials des Wassers Kondensationsreaktionen zu Furanen oder Spaltungsreaktionen zu Bruchstücken auf. Durch die Gegenwart des zuvor aus Kohlenmonoxid und Wasser in situ erzeugten Wasserstoffs wird eine Oxidation der gebildeten Reaktionsprodukte verhindert und gleichzeitig eine Reduktion der Carbonylfunktion angestrebt.
Das Projekt "Hydrothermolyse von Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Waagner-Biro AG durchgeführt. Das Verfahren bewirkt einen sehr umweltfreundlichen Aufschluss von Biomasseprodukten wie z.B. Stroh, Holz, Altpapier, da als Agens nur Wasser verwendet wird. In einem Perkolationsreaktor wird die pflanzliche Biomasse bei ca. 200 Grad Celsius mit Wasser durchstroemt, dabei loesen sich die Hemicellulose und ein wesentlicher Anteil des Lignins im Eluat. Da die Hemicellulose zwar in ihrem Molekulargewicht verringert, aber qualitativ in der Loesung erhalten wird, steht sie fuer die enzymatische Verzuckerung vollstaendig zur Verfuegung. Der Rueckstand, der die Cellulose enthaelt, ist nach etwa halbstuendigem Betrieb ideal fuer eine nachfolgende enzymatische Verzuckerung aufgeschlossen. Ueber 90-prozentige Verzuckerungsraten werden dabei erhalten. Nach der Verzuckerung des Hemicelluloseneluats koennen Produkte wie Xylit und Furfural in hohen Ausbeuten erhalten werden. Die Pentoseloesungen sind auch fermentativ zu Butanol, Ethanol oder Hefe umsetzbar. Aus der vorbehandelten und verzuckerten Cellulose kann das breite Spektrum der Glucosechemie (Herstellung von Ethanol, Ethylen, Zitronensaeure, Antibiotika, Hefe, usw.) erschlossen werden.