Vanillin durch Adsorption aus Schwarzlauge und elektrochemischen Abbau von Lignin
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Das Biopolymer Lignin stellt einen der Hauptbestandteile pflanzlicher Biomasse dar. Aufgrund der molekularen Struktur des Lignins stellt es die größte und nachwachsende Quelle für aromatische Feinchemikalien dar. Es tritt im industriellen Maßstab als Nebenstrom des Kraft-Prozesses der sogenannten Schwarzlauge im Multimillionen-Tonnen-Maßstab auf. Während des Kraft-Prozesses finden Fragmentierungsreaktionen statt, die zur Bildung von Kraft-Lignin und niedermolekularen Phenolderivaten führen, die als weitere Bestandteile der Schwarzlauge auftreten. Die Nutzung von Kraft-Lignin und Schwarzlauge zur Produktion von aromatischen Feinchemikalien findet heutzutage noch keine industrielle Anwendung. Der Nebenstrom der Zellstoffindustrie wird daher hauptsächlich zur Energieerzeugung unter Rückgewinnung von Prozesschemikalien genutzt. In dieser Arbeit wird ein kombinierter Ansatz aus Adsorption aus Schwarzlauge und elektrochemischen Abbau von Kraft-Lignin präsentiert. Auf diesem Weg kann mit Hilfe eines einfachen experimentellen Ansatzes Zugang zu verschiedenen phenolischen Feinchemikalien erhalten werden. Der Einsatz stark basischer Anionenaustauscherharze ermöglicht die direkte Entfernung von niedermolekularen Phenolderivaten ohne die Schwarzlauge zu neutralisieren. Anschließende elektrochemische Behandlung der abgereicherten Schwarzlauge führt zu einer oxidativen Aufwertung der Schwarzlauge unter selektiver Bildung der bedeutenden Aromachemikalie Vanillin. Die grundlegende Zusammensetzung der Schwarzlauge wird durch diesen kombinierten Ansatz nur geringfügig geändert wodurch die energetische Nutzung und Rückgewinnung von Prozesschemikalien weiterhin möglich ist. Ethische Konflikte, die üblicherweise mit der Nutzung nachwachsender Rohstoffe einhergehen, werden bei der Nutzung von Lignin direkt vermieden, da Lignin nicht zur Nahrungsmittelproduktion verwendet werden kann.