Normalerweise gehen Kunststoffe auf Erdöl zurück. Eine Forschergruppe an der Technischen Universität Hamburg hat dazu eine interessante Alternative entwickelt. Das Ausgangsmaterial ist Biomasse, wie Restholz oder Stroh. Das Ergebnis ist Lignin, ein Bio-Polymer, das sich für zahlreiche Anwendungen eignet.

Herausforderung: Neue Anwendungen für nachwachsende Bio-Polymere

Kunststoffe aus Biomasse haben zwei entscheidende Vorteile: Sie greifen auf nachwachsende Rohstoffe zurück und werden nach der Nutzung nicht zum Recycling-Problem.

Ein hervorragendes Basismaterial ist dabei Lignin, die zweithäufigste pflanzliche Verbindung auf der Erde. Dieses Biopolymer lagert sich in die pflanzliche Zellwand ein und bewirkt dabei ihre Verholzung. Bei Stroh und Holz liegt sein Anteil zum Beispiel bei 20 – 30 %.

Ein Kunststoff auf der Basis von Lignin würde nicht nur auf einen Rohstoff zurückgreifen, der überall in großer Menge zur Verfügung steht. Er wäre auch ein umweltverträglicher Kunststoff, der völlig ungiftig und noch dazu biologisch abbaubar ist.

Lösung: Hochwertiger Bio-Kunststoff ohne Recycling-Probleme

Ein internationales Forscherteam am Institut für Thermische Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Hamburg hat sich mit dem Thema Lignin beschäftigt und ist auf dem besten Weg, völlig neue Anwendungsbereiche für Biopolymere zu erschließen. M.Sc. Wienke Reynolds, M.Sc. Joana Gil Chavez, B.Sc. Daniela Arango und Stefan Boersting sind Absolventen der Verfahrenstechnik und wollen mit ihrer Technologie zur Produktion einer nicht-toxischern und naturnahen Ligninfraktion neue Märkte erschließen.

Ausgangsstoff ist Lignocellulose, die in großen Mengen in Reststoffen der Agrar- und Forstwirtschaft enthalten ist. Das Lignin wird mithilfe einer patentierten Hochdruck-Kaskade und lediglich dem Einsatz von CO2, Wasser und Enzymen gelöst. Das Verfahren lässt sich gezielt auf die jeweils erforderlichen Partikeleigenschaften einstellen und optimal auf die unterschiedlichsten regional vorhandenen Rohstoffe abstimmen.

Durch die absolut atoxische Eigenschaft des Lignins der TU Hamburg ist zum Beispiel auch ein Einsatz in der Pharmazie und Kosmetik denkbar. Das Material wirkt als Antioxidant und bietet einen inhärenten Flammschutz, was auch völlig neue Möglichkeiten bei der Gebäudedämmung eröffnet. Außerdem lassen sich Polymer-Compounds für den 3D-Druck und für den Kunststoff-Spritzguss herstellen.

Die von den Forscherinnen betriebene Pilotanlage kann bis zu 100 kg hydrolytisch gewonnenes Lignin im Monat produzieren. Eines der ersten Endprodukte ist ein Bio-Klebeband, das in Zusammenarbeit mit tesa in Hamburg entwickelt wurde.

Überhaupt findet das Forscherteam in der Metropolregion Hamburg optimale Voraussetzungen für seine Entwicklungsarbeit. So kann auf die enge Vernetzung zwischen Forschung und Industrie zurückgegriffen werden. Dazu zählen neben Unternehmen wie Dr. Straetmans, Verbio, tesa SE, Draeger und Amandus Kahl auch Hamburger Fördereinrichtungen, wie TUTECH und das Startup Dock.

Potenzial: Innovative Lignin-Produkte mit Umwelt-Plus

LignoPure ist der Name der Ausgründungsinitiative an der Technischen Universität Hamburg. Die Eintragung der LignoPur GmbH erfolgte im Herbst 2019. Erste Einkünfte werden zunächst vor allem über Produktentwicklungsservices im Bereich Materialanwendungen als Beachhead Market realisiert. Bis Ende 2020 sollen zumindest 3 marktreife Produkte in diesem Bereich verfügbar sein. Mittelfristig (2022) sollen auch Life Science Produkte auf den Markt gebracht werden.

LignoPure verfügt über zwei Haupteinnahmequellen: Verkauf von maßgeschneiderten Lignin-Partikeln und gezielte Produktentwicklung für den Kunden. Abhängig von der gewünschten Anwendung kann LignoPure Lignin in verschiedenen Finishes angeboten werden: zum Beispiel sprühgetrocknet (z.B. für Komposite) und überkritisch getrocknet (für Anwendungen in Bereichen wie Kosmetik und Food.

Für diese Ziele strebt LignoPure drei Finanzierungsrunden, zunächst über ein kleineres Förderprogramm von ca. 150 k € in 2019/2020, sowie zwei Investitionsrunden in 2020 (600 k €) und 2022 (2 Mio. €) an.

Stand: September 2019

LignoPure
in Numbers

3
Forscherínnen an der TU Hamburg
1
Pilotanlage zur Extraktion von Lignin
100%
jährliches Marktwachstum bei Biopolymeren

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