Lignin

Lignin, auch Holzstoff genannt, ist wie Cellulose ein natürliches Polymer. Holz hat einen Ligningehalt von 20 bis 30 Prozent, während jährlich geerntete Pflanzen einen Ligninanteil von weniger als 20 Prozent aufweisen. Zusammen machen Lignin und Cellulose etwa 95 Prozent der weltweiten Pflanzenbiomasse aus.

Es ist im Gegensatz zu Cellulose nicht linear aufgebaut, sondern vernetzt. Der uneinheitliche Aufbau und die Vernetzung führen dazu, dass Lignin nur schwer von Mikroorganismen abgebaut werden kann. Durch diese Vernetzung bildet sich ein dreidimensionales Netzwerk. Lignin wird in Cellulosemikrofibrillen der Zellwände eingelagert und erhöht dadurch die mechanische Festigkeit der Zellwände. Lignin hat einen Kohlenstoffgehalt von 64 Prozent, also ungefähr ein Viertel mehr als Cellulose. Dafür ist der Sauerstoffgehalt mit etwa 30 Prozent um ca. ein Viertel niedriger. Daraus folgt, dass Lignin einen höheren Energieinhalt pro Masse hat als Cellulose, was im Umkehrschluss bedeutet, dass ein erhöhter Ligningehalt in Biomasse einen höheren Heizwert bewirkt.

Der biologische Abbau von Lignin dauert sehr lang. Zwar lässt sich Lignin pyrolytisch abbauen; aufgrund seines inhomogenen Aufbaus ist der Prozess jedoch über einen Temperaturbereich von 175 °C bis 700 °C verteilt, bis die vollständige Pyrolyse erreicht ist.“ Die Abspaltprodukte zu Beginn der Pyrolyse werden als Pyrolysegase bezeichnet, und dienen dem Prozess zur Energiebereitstellung um die Pyrolyse autark zu gestalten. Letztendlich wird unter Luftabschluss Biokohle gewonnen. Bei höheren Temperaturen wird Synthesegas generiert, welches in der Fischer-Tropsch-Synthese zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden kann.

Eine direkte energetische Nutzung durch Verbrennung wird seit der Steinzeit vom Menschen genutzt. Heute werden ligninhaltige Materialien vorher in Hackschnitzel, Pellets oder Scheite konfektioniert um dann in Heizungen oder Biomasseheizkraftwerken genutzt zu werden.

Synonym(e):

Holzstoff

Englische Übersetzung(en):

lignin