Lignocelluloseaufschluss

Der Lignocelluloseaufschluss ist ein Prozess zur Umwandlung von cellulosehaltigen Rohstoffen in Glucose. Glucose kann als Ausgangsprodukt für die Herstellung von Bioethanol mittels Fermentation dienen. Der Celluloseaufschluss ist somit ein Prozess, der beispielsweise bei der Bereitstellung von Biokraftstoffen angewendet wird. Cellulose ist aus Glucose aufgebaut. Die Hydrolyse, also die Spaltung mit Wasser, ist aber äußerst schwierig, weil sich Cellulose einer kristallinen Struktur aufbaut. Aus diesem Grund kann eine Fermentation erst vorgenommen werden, wenn vorab ein Aufschluss erfolgt. Für diesen Aufschluss kann die enzymatische Hydrolyse und die säurekatalysierte Hydrolyse genutzt werden.

Enzymatische Hydrolyse

Bei der enzymatischen Hydrolyse wird Cellulose unter Zuhilfenahme von Enzymen in Glucose umgewandelt. Aufgrund des festen Verbunds von Cellulose, Lignocellulose und Lignin ist eine Vorbehandlung notwendig. Nach einem ersten Mahlvorgang kann der lignocellulosehaltige Rohstoff mittels thermischer oder chemischer Vorbehandlung für die weiteren Schritte vorbereitet werden. Verfahren dazu sind die Thermodruckhydrolyse, die Säurevorbehandlung, die Behandlung mit organischen Lösungsmitteln, eine Alkalivorbehandlung oder die mikrobiologische Vorbehandlung. Nach den Verfahren der Vorbehandlung kann die eigentliche enzymatische Hydrolyse stattfinden.

Säurekatalysierte Hydrolyse

Die säurekatalysierte Hydrolyse spaltet die Bindungen der Makromoleküle mit Hilfe von Säure. Sie kann bei Umgebungstemperatur mit konzentrierter Säure oder bei ca. 200 °C mit verdünnter Säure stattfinden. Neben der Glucose entstehen bei der säurekatalysierten Hydrolyse im Vergleich zur enzymatischen Hydrolyse zusätzlich unerwünschte Nebenprodukte. Sie ist jedoch deutlich weniger zeitintensiv.

Synonym(e):

Lignocelluloseabbau, Celluloseaufschluss

Englische Übersetzung(en):

cellulose degradation