Xylophon – Entwicklung einer biotechnologischen Plattform zur gezielten Nutzung von xylanreichen Biomasse-Reststoffströmen für die Produktion nachhaltiger Schmierstoffadditive

Herausforderung

Derzeit verwendete Schmiermittel werden vorwiegend petrochemisch aus fossilen Ressourcen hergestellt. In der Roadmap Bioraffinerie der Bundesregierung wurde die Nutzung von Abfallbiomasse-Strömen als zentraler Ansatzpunkt zur Erhöhung der sozioökonomischen Nachhaltigkeit identifiziert.

Ziel

Ziel des Verbundprojekts Xylophon ist daher die Etablierung eines Verfahrens, um biobasierte Schmierstoffadditive auf Basis eines xylanreichen Abfallstroms der Zellstoff- und Papierindustrie herzustellen. Xylane sind Hauptbestandteil von Lignocellulose und bestehen vor allem aus dem C5-Zucker Xylose.

Vorhaben

Im Projekt werden mikrobielle Ganzzellkatalysatoren (nicht-konventionelle ölige Hefen und E. coli) entwickelt, um aus dem xylanhaltigen Abfallstrom als Fermentationsmedium Isopren, Isobuten, oxygenierte Fettsäuren, kurzkettige oxo-Fettsäuren und Exopolysaccharide als neue funktionale Schmierstoffadditive bereitzustellen.

Für die Produktion maßgeschneiderter Additive mit gewünschter Kettenlänge und Entsättigungsmuster für Schmiermittel werden Isopren und Diisobuten am Fraunhofer IGB, Standort Straubing, durch chemisch-katalytische Verfahren zu Kohlenwasserstoff-Basisölen und Additiven umgewandelt. Dabei kommen unterschiedliche Verfahren wie Ziegler-Natta Katalyse, radikalische Oligomerisation, Lewis- und Brønstedsäurekatalyse sowie Katalyse durch ionische Flüssigkeiten unter Druck zum Einsatz.

Auswirkung

Die so erzeugten Schmierstoff(additive) könnten unter Verwendung bisher nicht genutzter Stoffströme und ohne Belastung landwirtschaftlicher Flächen einen wertvollen Beitrag für eine nachhaltige Schmierstofftechnologie leisten.