Bioethanol 2.0: Biobasierte Weichmacher

Synthese höherer Alkohole auf Basis von Bioethanol für vollständig biobasierte Weichmacher

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Biobasierte Weichmacher

Kunststoffe werden durch Weichmacher biegsam oder dehnbar. Das macht sie einfacher zu bearbeiten oder gibt ihnen bestimmte Gebrauchseigenschaften.

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Hochwertige Alkhole

Reaktor für die Synthese hochwertiger Alkohole aus Bioethanol.

Projektziele

Im Projekt »Bioethanol 2.0« werden höhere Alkohole aus biobasierten kurzkettigen Alkoholen hergestellt. Ziel ist es, durch Veresterung der höheren Alkohole mit Zitronen- und Bernsteinsäure neue, gesundheitlich unbedenkliche Weichmacher unabhängig von fossilen Rohstoffen zu erzeugen. Auf diese Weise soll der biobasierte Anteil von Kunststoffen langfristig erhöht und gleichzeitig die Leistungsfähigkeit der Materialien verbessert werden.

Nutzen

Die Nachfrage nach Produkten aus biobasierten Rohstoffen steigt – vor allem dort, wo der Verbraucher in direkten Kontakt mit den Produkten kommt. Für die Herstellung von Weichmachern, die in der Kunststoffproduktion eingesetzt werden, sind höhere Alkohole ein wichtiger Rohstoff. Im Projekt »Bioethanol 2.0« wurde ein Prozess entwickelt, der die Wertschöpfung höherer Alkohole aus biobasiertem Ethanol und in einem nächsten Schritt die Herstellung von biobasierten Weichmachern ermöglicht. So wird Bioethanol, das bislang fast ausschließlich als Kraftstoff genutzt wird, für die Gewinnung hochwertiger stofflicher Produkte verwendet.

Nachhaltiger und wirtschaftlicher Syntheseweg

Bioethanol bietet eine unbedenkliche Alternative zu herkömmlichen Rohstoffen wie importiertes Palmkern- und Kokosöl, die bislang als Ausgangsstoff zur Herstellung biobasierter höherer Alkohole genutzt werden. Durch Veresterung der höheren Alkohole mit Zitronen- und Bernsteinsäure lassen sich schließlich biologisch unbedenkliche Weichmacher erzeugen. Die fossil basierten oder nicht nachhaltig hergestellten Alkohole auf Pflanzenölbasis werden somit durch Ausgangsstoffe ersetzt, die global verfügbar und nachhaltig herstellbar sind. Das Verfahren bietet neben dem nachhaltigen Aspekt auch wirtschaftliche Vorteile: Ethanol ist mit ca. 450 Euro pro Tonne vergleichsweise günstig. Weichmacher kosten dagegen zwischen 1500 und 2500 Euro pro Tonne. Stellt man die höheren Alkohole biobasiert aus Ethanol her und synthetisiert daraus Weichmacher, kann der Wert des Ethanols damit nahezu um das Fünffache gesteigert werden. Der entwickelte Prozess erlaubt diesen Sprung in der Wertschöpfung.  

Ergebnis

Im Projekt »Bioethanol 2.0« wurde ein Syntheseweg für höhere Alkohole auf der Basis von Bioethanol entwickelt. In dem Verfahren wird Ethanol zu Butanol und anderen längerkettigen Alkoholen (wie 2-Ethyl-Hexanol) kondensiert. Die Basis für das biobasierte Ethanol ist Zucker, der fermentiert wird. Dieser stammt in Europa überwiegend aus Getreide oder Zuckerrüben und zählt somit zu den nachwachsenden Rohstoffen. Langfristig kann Ethanol auch aus Reststoffen wie Stroh oder aus Synthesegas hergestellt werden. Als Ausgangsstoff für höherwertige Alkohole kommt nicht nur Ethanol in Frage: Das Projekt konnte zeigen, dass sich auch weitere fermentativ herstellbare Alkohole wie Butanol, Isopropanol oder Aceton nutzen lassen. Erste Synthesen für daraus erzeugte Weichmacher wurden im Rahmen von »Bioethanol 2.0« durchgeführt. Damit wurden biobasierte Weichmacher erstmals nachhaltig und gleichzeitig kostengünstig hergestellt.