Zusammenfassung

Lignin ist ein vielversprechendes und reichlich vorhandenes Kopplungsprodukt in Bioraffinerien (z. B. Papier- und Textilindustrie), das in den meisten Bioraffineriekonzepten zur Energiegewinnung verbrannt wird. Um Bioraffinerien wirtschaftlich rentabler zu machen und den CO2-Fußabdruck zu reduzieren, ist jedoch eine Valorisierungsstrategie, die das hohe Potenzial von Lignin ausschöpft, entscheidend. Im beantragten Projekt LignoTex wollen wir die gesamte Prozesskette von der Ligninextraktion über das Spinnen von ligninbasierten Fasern bis hin zur Anwendung in Textilien abdecken. Eine Vielzahl unterschiedlicher Pflanzen wie Hölzer, Gräser, mehrjährige Pflanzen und landwirtschaftliche Reststoffe sollen mit der an die verschiedenen Pflanzenmaterialien angepassten und optimierten OrganoCat-Technologie extrahiert werden. Die extrahierten Lignine werden dann isoliert und durch Antilösungsmittelfällung fraktioniert, um Verunreinigungen zu reduzieren und die Heterogenität der Ligninfraktion zu verringern. Um ausreichende Mengen geeigneter Vorstufen für die nachfolgenden Verarbeitungsschritte zu erzeugen, wird die Ligninextraktion und -fraktionierung in den 50 L-Maßstab hochskaliert. Die isolierten Lignine werden mit Polymilchsäure (PLA) chemisch modifiziert, um Schlüsseleigenschaften für die Textilproduktion einzustellen, z.B. Taktizität, Festigkeit und Dehnung. Die Vorstufen werden dann in modernen und neu entwickelten Nassspinn-, Schmelzspinn- und Komposit-Herstellungsprozessen getestet, um den Einfluss der molekularen Eigenschaften, z.B. Molekulargewicht, Moleküldesign (linear/verzweigt) und β-O-4-Verknüpfungen, auf ihre Leistungsfähigkeit in den textilen Anwendungen zu bestimmen. Basierend auf diesen Prozessen wird das Marktpotenzial für verschiedene zukünftige Produkte abgeschätzt, wobei der Schwerpunkt auf der Verbraucherakzeptanz und Kommunikationsstrategien liegt.
Mit diesem Projekt hoffen wir, einen praktikablen und wertschöpfenden Prozess zur Anwendung von Lignin in Textilien zu implementieren und zu demonstrieren, der in eine ganzheitlichere Verwertung von Lignocellulose in Bioraffineriekonzepten integriert werden kann.

BOOST FUND 2.0 Projektleiter

Dr. Sascha Schriever
ITA - Institut für Textiltechnik
RWTH Aachen
email: sascha.schriever@ita.rwth-aachen.de

Partner

Prof. Dr. Schurr & Dr. Philipp Grande, IBG-2: Pflanzenwissenschaften, Forschungszentrum Jülich
Prof. Dr. Gries & Dr. Schriever & S.-H. Lee, ITA - Institut für Textiltechnik, RWTH Aachen
Prof. Dr. Jupke & A. Holtz, AVT.FVT - Fluidverfahrenstechnik, RWTH Aachen
Dr. Jörn Viell, NGP2, RWTH Aachen
Prof. Herres-Pawlis, IAC - Institut für Bioanorganische Chemie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Hartmann & J. Macht, ILR - Marktforschung der Agrar -und Ernährungswirtschaft, Universität Bonn

Projektlaufzeit

01.07.2022 - 30.06.2025

Förderung

LignoTex ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.

Publikationen

Langletz, T, Grande, PM, Viell, J, Wolters, D, Tonn, J, Klose, H, Schriever, SG, Hoffmann, A, Jupke, A, Gries, T and Herres-Pawlis, S (2024). Toward a Greener Bioeconomy: Synthesis and Characterization of Lignin–Polylactide Copolymers. Advanced Energy and Sustainability Research 5(2): 2300187.