Mit den Ergebnissen des Forschungsprojekts Xylosolv steht nun die wohl weltweit erste industrielle Extraktionsanlage für Xylan aus Buchenholz vor der Realisierung. Projektpartner eines Forschungsverbundes – gefördert über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) – haben ein hydrothermales Trennverfahren für Buchenholz weiterentwickelt, sodass sich hochreine Kohlenhydrate auch im großen Maßstab effizient extrahieren lassen.
Im Labor war die Abtrennung von hochreinem Xylan aus Buchenholz bereits gelungen. Allerdings mit noch geringer Effizienz, sodass nur 10 % der Biomasse genutzt werden konnten und große Mengen an Rückständen anfielen.
Daher setzten sich Forscher des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP), der Unternehmen HV-Polysaccharides (HVP) und Glatt Ingenieurtechnik (GIT) zusammen, um dieses Trennverfahren zu optimieren und in einen Pilotanlagenmaßstab zu überführen, wobei im Prozess neben Xylan auch andere Holzbestandteile wie Lignin und Faserstoff nutzbar werden.
Pharmazeutische Anwendung
Xylan und Lignin sind Bestandteile des Buchenholzes. Sie dienen als Hemizellulosen und Lignozellulosen der Zellwand als Stützgewebe. Lassen sich diese schwer löslichen Kohlenhydrate sehr rein extrahieren, sind sie als Pharma-Rohstoffe interessant. Potenzielle Anwendungsfelder liegen in der Behandlung von Adipositas, Diabetes, Thrombose, Dermatitis, virale Infektionen und Krebs. Für ligninhaltige Rezepturen wurde bereits der Weg in die pharmazeutische Zulassung zur Behandlung von Diarrhö geebnet.
Xylan-Extraktion – Xylan aus Buchenholz
Die HV-Polysaccharides (HVP) aus Thüringen hatte in einem vorangegangenen Forschungsprojekt ein hydrothermales Verfahren entwickelt, womit Xylan in einer bis dahin nicht realisierten Qualität extrahiert werden kann. Dadurch wird das Kohlenhydrat als Grundstoff für pharmazeutische Wirkstoffe interessant und verspricht hohe Marktpreise.
Organosolov – Lignin aus Buchenholz
Das Fraunhofer-Institut für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna entwickelte in Zusammenarbeit mit der Linde Dresden Engineering GmbH wiederum das Verfahren Organosolv, mit dem sich nur mithilfe von Wasser und Alkohol auf einem entsprechend hohem Temperatur- und Druckniveau hochreines Lignin aus Buchenholz herauslösen lässt.
Xylosolv – Xylan und Lignin aus Buchenholz
Im Projekt Xylosolv sollten diese beiden Prozesse gekoppelt und in zahlreichen Versuchsreihen die einzelnen Verfahrensschritte in einer Bioraffinerie-Pilotanlage des Fraunhofer CBP optimiert werden. Ziel war es, dann auf Basis dieser Ergebnisse die Grundlagen für eine wirtschaftliche Umsetzung des kombinierten Verfahrens zu schaffen und in ein entsprechendes Anlagenkonzept zu überführen.
