Deep Eutectic solvents for sustainable paper production

Tief Eutektische Lösungsmittel (Deep Eutectiv Solvent DES) stellen eine Alternative zu herkömmlichen Lösungsmittel dar und können Zellwandbestandteile von verschiedenen Lignozellulosen bei Temperaturen unter 100 °C zu lösen. Die Herausforderungen bestehen in der Adaptierung eines DES zur selektiven Entfernung gewünschter Bestandteile in hierarchischen Stoffen wie Holz oder Fasern sowie in der Rückgewinnung des Lösungsmittels samt enthaltener Bestandteile in einem geschlossenen Kreislaufprozess.

Kurzbeschreibung

Die heutigen Holzaufschlussverfahren sind geschlossene aber energieintensive Prozesse. Dabei werden neben Lignin ebenfalls wertvolle Zucker entfernt und thermisch verwertet. Provides untersucht den Einsatz von eutektischen Lösemitteln zur selektiven Entfernung Holzinhaltsstoffen unter energetisch günstigeren Bedingungen. Diese Lösemittel sind beispielsweise Bronsted Säuren und Basen, die erst durch Mischen beider Stoffe in Lösung gehen und erst dann verwendet werden können.

Arbeitspaket 2 beinhaltet Vor-Untersuchungen zum Löseverhalten einzelner neuer DES (Deep Eutectic Solvents) in Bezug auf pulverförmiger Holzinhaltsstoffe wie Lignin. Ausgewählte DES werden in Arbeitspaket 3 in Bezug auf Holz getestet. Ein wichtiger Aspekt dabei beinhaltet die Kreislaufschließung der Chemikalien und Gewinnung der Holzinhaltsstoffe. In Arbeitspaket 4 werden DES in Bezug auf ihre Einsatzfähigkeit zur Entfernung der Druckfarben getestet (siehe hydrophobes DES unten). In Arbeitspaket 5 werden die Auswirkungen der Prozessschritte auf die Papierqualität beurteilt. Arbeitspaket 6 zieht die dabei gewonnen Daten für eine technoökonomische Beurteilung heran.

Ausgangssituation

Papierindustrie zählt neben der Stahl- und Zementindustrie zu den energieintensiven Industrien. Der derzeitige Kochprozess von Holz basiert auf Na und S-haltigen Verbindungen und geschieht bei Temperaturen über 140 °C. Die organischen Frachten in der Ablauge (Schwarzlauge) beinhalten wertvolle Stoffe deren Schritte zur chemischen Aufbereitung noch erforscht werden müssen. Ein neuartiger, energetisch günstiger Prozess, der daneben auch einfacher verarbeitbare Bestandteile in der Lauge enthält, bietet eine Vielzahl an Vorteilen. Besonders im Hinblick auf ein Netzwerk zur weiteren stofflichen Verwertung der gewonnenen Stoffe.

Ziele/Herausforderung

Veränderung der europäischen Zellstoff- und Papierindustrie hin zu einer low-carbon bio-economy. Einsparung von 80 % CO2 Emissionen.

Fördergeber/programm

Biobased Industries Initiative

Hydrophobes eutektisches Lösungsmittel basierend auf Decansäure und Lidocain (© Provides)

Projektbeteiligte

ProjektpartnerInnen

Eindhoven University of Technology
CTP Grenoble
VTT
Mondi
Heinzel Pulp
Omya
DS Smith
Holmen
UPM
StoraEnse
Smurfit Kappa
u.v.m.

Fördergeber/programm

Biobased Industries Initiative

Kontaktadresse

Annita Westenbroek
+31 (0)33 700 9796
+31 (0)6 51076774
a.westenbroek@providespaper.eu