Rückgewinnung von Biomolekülen aus Prozessgaskondensaten der thermischen Holzveredelung zur Entwicklung neuer Holzprodukte

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

Die bei der Thermoholzproduktion - als thermische Holzveredelung - anfallenden Brüden (mit Wasserdampf gesättigte Luft, die beim Trocknen von Feststoffen entsteht) sind ein Produktionsnebenprodukt, welche zum überwiegenden Teil aus Wasserdampf bestehen und bei unsachgemäßer Verwertung eine Emission von geruchsintensiven organischen Produkten darstellt.

Aus chemischer Sicht verbergen sich jedoch in den Brüden hochinteressante organische Verbindungen, sog. Biomoleküle deren nachhaltige Nutzung Neuland darstellt.

Aufbauend aufderPatentschrift des Unternehmens zur Thermoholzerzeugung (Oberösterreichischer Innovationspreis 2001) war ein übergeordnetes Projektziel die Prozessbrüden zu kondensieren (zu verflüssigen), die Biomoleküle rückzugewinnen und Konzepte zur wirtschaftlichen Verwertung zu entwickeln.

Zu diesem Zwecke wurde eine Pilotanlage errichtet, die es ermöglicht in Teilfraktionen die Brüden kontrolliert und gestuft zu kondensieren, zu sammeln und die Kondensate chemisch zu analysieren. Darauf aufbauend wurde ein umfassendes Analysenprogramm chemischer Charakterisierung, Beurteilung der biochemischen sowie mikrobiologischen Eigenschaften der Kondensate ausgeführt.

Der Scale-up Prozess von Vorrichtungen im Labormaßstab aus Glas (Startphase des Projektes) zu einer Pilotanlage aus Edelstahl für den „on-line“ Rückkondensationsbetrieb stellte höchste Anforderungen an den Bau verfahrenstechnischer Versuchsanlagen, um die einzelnen Fraktionen der Brüden nach den gestellten Anforderungen zu gewinnen.

Die gesammelten Fraktionen wurden nach eingehender Betriebsanalytik einer chemisch-analytischen Strukturaufklärung, sowie einer biochemischen Wirkanalyse an Tumorzellen sowie humanpathogenen und umweltpathogenen Pilzkulturen unterworfen. Aus einer Anzahl möglicher organisch-chemischer Trennverfahren und Analysenschritten wurden jene ausgewählt, die für die vorliegende Trennproblematik unter den Gesichtspunkten Trennschärfe, Ausbeute und Wirtschaftlichkeit sinnvoll erschienen.

Auf das Brüdenkondensat zugeschnittene biochemische Verfahren zielten auf die molekulare Aufklärung der Einzelkomponenten nach verschiedenen Anreicherungsverfahren ab. Erkenntnisse mikrobiologischer Untersuchungsmethoden lenkten den Fokus auf eine Bewertung bakterizider und antifungaler Eigenschaften.

Neben den Hauptkomponenten:

• organische Säuren,
• nichtaromatischen Alkohole,
• Furane,
• Ester,
• nichtaromatische Aldehyde,
• nichtaromatische Ketone und
• unterschiedliche Phenylpropane

konnten zahlreiche weitere Verbindungen identifiziert werden. Für alle 15 definierten Hauptverbindungsklassen wurden wirtschaftliche Nutzungen aufgezeigt und für einige ausgewählte Stoffe gezeigt. Diese reichte von öligen Produkten zur Nachbehandlung der Thermoholzböden, über Zuschlagstoffe von Bodenseifen, desinfizierend wirkenden Reinigungs- und Pflegemitteln für Innenräume bis hin zur zukünftigen energetischen Nutzung durch die Verwertung von rückgewonnenen flüchtigen Kohlenstoffverbindungen (Karbonsäuren, Aldehyde und Alkoholen) in Brennstoffzellen.

Projektleiter

Ao. Univ. Prof. Mag. Dr. Florian Überall
Biozentrum, Abt. f. Medizinische Biochemie MBC, Medizinische Universität Innsbruck

MitarbeiterInnen

• Mag. Angela Wondrak, Dr. Mag. Oliver Wrulich, Anto Nogalo, Dr. Mag. Marcel Jenny
  Biozentrum, Abt. f. Medizinische Biochemie MBC, Medizinische Universität Innsbruck

ProjektpartnerInnen

• DI Markus Kleinhappl, DI Christian Roschitz, DI Stefan Martini, Michaela Titz, Ing. Tanja Gollinger
  Austrian Bioenergy Centre GmbH, Graz
• Dr. Martin Kirchmair
  Mykon GesmbH. Innsbruck
• Dr. Georg Bauer
  Agatex Lambach

Ao. Univ. Prof. Mag. Dr. Florian Überall
Biozentrum, Abt. f. Medizinische Biochemie MBC,
Medizinische Universität Innsbruck
Fritz Preglstrasse 3, 6020, Innsbruck
Tel.: +43 (512) 9003-70120
E-Mail: florian.ueberall@i-med.ac.at
Web: www.mafi.at