TY - THES A1 - Hundt, Martin T1 - Der AlkaPolP-Prozess als Ausgangspunkt für eine lignocellulosebasierte Bioraffinerie T1 - The AlkaPolP process as starting point of a lignocellulose-based biorefinery N2 - Ausgehend von der bestehenden Idee eines Lignocelluloseaufschlusses in einem alkalischen Polyol (Alkaline Polyol Pulping = AlkaPolP) wurden im Rahmen dieser Arbeit ein Aufschlussprozess für Lignocellulosen in alkalischem Glycerin sowie die nachgeschaltete Aufbereitung der Produktströme entwickelt und gezeigt, dass diese den Ausgangspunkt eines vielversprechenden Bioraffineriekonzeptes bilden können. Es wurde nachgewiesen, dass der AlkaPolP-Prozess für alle Arten von Lignocellulose geeignet ist und diese innerhalb weniger Minuten nahezu vollständig delignifiziert. Im Rahmen des Downstream Processings der Aufschlussprodukte wurden die enzymatische Hydrolyse des Zellstoffes, die Ligninfällung sowie die Aufreinigung des Ligninfiltrates genauer untersucht. Ein Vergleich mit Literaturdaten anderer Verfahren zur Lignocellulosefraktionierung zeigte, dass mit dem AlkaPolP-Prozess mindestens ähnliche Produktausbeuten und -qualitäten erreicht werden. Vor allem für den Aufschluss von widerstandsfähigem Nadelholz ist der AlkaPolP-Prozess den meisten anderen Verfahren deutlich überlegen. Nach der Konstruktion und Fertigung eines Reaktionsextruders wurden Betriebsbedingungen gefunden, mit denen Nadelholzschnitzel über mehrere Stunden hinweg in einem stabilen kontinuierlichen Prozess effektiv in alkalischem Glycerin aufgeschlossen werden konnten. Auf der Grundlage von Literaturdaten und der durchgeführten Experimente wurde ein Gesamtprozess entworfen, der neben bereits untersuchten Verfahrensstufen auch eine Aufarbeitung des Ligninfiltrates durch eine Elektrodialyse und mehrere Destillationsschritte umfasst und eine Regeneration der Einsatzstoffe sowie eine Abtrennung der während des Aufschlusses gebildeten Carbonsäuren ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit bilden den Grundstein für die Weiterentwicklung des AlkaPolP-Prozesses. Es konnte gezeigt werden, dass dieser, im kontinuierlichen Betrieb durchführbare und für alle Arten von Lignocellulose geeignete, Aufschlussprozess einen vielversprechenden Ausgangspunkt für ein nachhaltiges Bioraffineriekonzept darstellt. N2 - Arising from the idea of a pulping process in an alkaline polyol (Alkaline Polyol Pulping = AlkaPolP) a lignocellulose pulping process in alkaline glycerol as well as the downstream processing of the product streams have been developed. It is shown that this process can be the basis of a promising biorefinery concept. Moreover, it was proven that the AlkaPolP process is applicable to all types of lignocellulose providing an almost complete delignification within a few minutes. As parts of the downstream processing the enzymatic hydrolysis of the pulp fraction, the lignin precipitation as well as the treatment of the lignin filtrate were investigated. In comparison to other lignocellulose fractionation processes described in literature, the AlkaPolP process provides at least similar product yields and qualities. Especially when resistant softwood is used as raw material the AlkaPolP process outmatches most of the other processes. After designing and assembling a reaction extruder process conditions were found at which the fractionation of softwood chips in alkaline glycerol could be performed as a stable continuous process for several hours. Based on experimental results and literature data an integrated process was designed. This biorefinery concept includes downstream processes which applicability had already been confirmed by experiments as well as the further processing of the lignin filtrate by electrodialysis and reactive distillation. In this way the applied chemicals can be regenerated and reused. Additionally, carboxylic acids are recovered as further product fraction of the process. The results presented here form the basis for the further development of the AlkaPolP process. It was shown, that this process can be performed continuously and applied to all types of lignocellulose. Therefore, the AlkaPolP represents a promising basis of a sustainable biorefinery concept. KW - Lignocellulose KW - AlkaPolP KW - Lignin KW - Bioraffinerie KW - Biorefinery KW - Lignocellulose KW - Polyole KW - Aufschluss KW - Lignin KW - Bioraffinerie Y1 - 2015 UR - https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/index/index/docId/3535 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-35350 ER -