5-Hydroxymethylfurfural
Handel
Plattformchemikalie aus Biomasse
Was beim Erhitzen von Zucker karamellartig in die Nase steigt, ist in vielen Lebensmitteln enthalten. Milch, Fruchtsaft, Honig oder Kaffee kommen um 5-Hydroxymethylfurfural nicht herum, wenn sie erwärmt werden. Der Stoff entsteht bei der Zersetzung von Kohlenhydraten. Auch wenn die Chemiker mit ihrem Begriff das natürliche Aroma kaum wiederzugeben vermögen.
5-HMF ist aber mehr als ein wohliges Aroma. Am Ende wird die Menschheit im Rahmen der biobasierten Wirtschaft fossile Polymere aus der Biomasse hergestellt haben müssen. Vor allem die chemische Industrie sucht ständig nach neuen Verfahren Grundpolymere vom Feld zu gewinnen, mit denen sie die Vielfalt der fossilen Stoffe nachhaltig substituieren kann.
Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat Anfang des Jahres mit der AVA Biochem im schweizerischen Muttenz die Produktion von 5-HMF durch ein neues hydrothermales Verfahren aufgenommen. 5-HMF gilt weltweit als eine der zehn wichtigsten Plattformchemikalien aus der Biokunststoffe, Beschichtungen, Farbe und Lacke hergestellt werden können.
Was im Labor in kleinen Einheiten oft gut funktioniert hat noch den weiten Weg bis zur industriellen Herstellung vor sich. Die neue Anlage „Biochem 1“ hat nun die Produktion von 5-HMF im großen Maßstab eingeführt.
Im Zentrum stehen Prozesse, die im Wasser bei hohen Temperaturen ablaufen. „Die hydrothermalen Verfahren zeichnen sich dadurch aus, dass sie sehr gut in unterschiedliche Prozessketten eingebaut werden können, für die Biomasse als Rohstoff genutzt wird“, erklärt Professor Jörg Sauer, Leiter des KIT-Instituts für Katalyseforschung und -technologie (IKFT). „Zum einen dient als Rohstoff Biomasse mit einem hohen Wasseranteil, die zum Beispiel als Nebenprodukt der Lebensmittelproduktion anfällt. Zum anderen sind diese Verfahren gut mit biotechnologischen Verfahren kombinierbar.“
In der Schweiz beginnt der Prozess wie bei der hydrothermalen Carbonisierung, bei der am Ende ein Feststoff herauskommt [1]. Nur verhindern die KIT-Verfahrenstechniker die Bildung des Feststoffes und bauen aus den Bruchstücken der Biomasse chemische Bausteine auf, die für die Herstellung von Kunststoffen genutzt werden kann.
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Roland Krieg