Vanillin aus Lignin statt aus Erdöl: Umweltfreundliche Herstellung des wichtigsten Aromastoffs

Aus Lignin, dem natürlichen Klebstoff, der die Zellulosefasern in Baumstämmen miteinander verbindet, lässt sich der Aromastoff Vanillin herstellen. Das haben jetzt Forscher der Johannes-Gutenberg-Universität (JGU) in Mainz gezeigt. Bisher wird er meist aus Erdöl gewonnen, einem Prozess, bei dem giftige Reststoffe übrig bleiben. Vanillin ist mit einem weltweiten Jahresverbrauch von weit mehreren 10.000 Tonnen der wichtigste Aromastoff. Nur wenige Prozent davon stammen aus Vanilleschoten. Vanillin wird zum Backen, zur Herstellung von Süßigkeiten und Eis, in der chemischen Industrie und bei der Herstellung von Kosmetikprodukten genutzt.

Lignin wird bisher meist verbrannt

Lignin fällt im 100-Millionen-Tonnen-Maßstab bei der Papierherstellung an. Es wird meist verbrannt, weil es nur wenige Verfahren gibt, das Material sinnvoll und wirtschaftlich zu nutzen. Die Entwicklung hat Professor Siegfried Waldvogel geleitet, Sprecher des Spitzenforschungsbereichs SusInnoScience, kurz für „Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science in the Anthropocene“. Sein Team überschüttet das Lignin mit Natronlauge, in der es sich löst. Diese Flüssigkeit behandeln sie in einem Elektrolyseur, wie er auch für die Spaltung von Wasser genutzt wird. Der durch die Lösung fließende Strom oxidiert und zersetzt das Lignin. Es entsteht Vanillin, das so hochwertig ist, dass es als „natürliches Vanillin“ deklariert werden darf.

Weltweiter Bedarf ließe sich umweltfreundlich decken

„Nach jahrelanger intensiver Forschung ist uns damit ein echter Durchbruch gelungen“, sagt Waldvogel. „Weil unsere Methode einen Vanillinertrag von rund vier Prozent des eingesetzten Lignins hat, könnte man damit theoretisch sehr leicht den weltweiten Vanillinbedarf decken.“ Der theoretische Jahresertrag liegt tatsächlich bei vier Millionen Vanillin. Die Mainzer Methode ist nicht die erste dieser Art. Unter Verwendung von Kupfer lässt sich ebenfalls Vanillin aus Lignin gewinnen. Doch dieser Prozess sei nicht wirtschaftlich, so Waldvogel.

Im Rahmen des EU-Projekts LIBERATE soll das Verfahren jetzt in größerem Maßstab getestet werden. Dazu entsteht beim norwegischen Forschungsinstitut SINTEF in Trondheim, mit dem die JGU kooperiert, eine Pilotanlage. Die SINTEF-Forscher arbeiten vor allem in den Bereichen erneuerbare Energien und Umwelttechnik.

via Uni Mainz

Teile den Artikel oder unterstütze uns mit einer Spende.