Pro­jekt zur Her­stel­lung von bio-basier­tem Anilin

Mit dem EU-geför­der­ten Pro­jekt Bio4PURConti (Bio-Based Con­ti­nuous Pro­duc­tion for Sus­tainab­le Poly­ure­tha­ne Indus­try) über­nimmt Cove­stro die Pro­jekt­ko­or­di­na­ti­on. Ziel der Initia­ti­ve ist die Ent­wick­lung des welt­weit ers­ten kon­ti­nu­ier­li­chen Pro­duk­ti­ons­ver­fah­rens für bio­ba­sier­tes Ani­lin – einen wich­ti­gen Roh­stoff für die Kunst­stoff- und Che­mie­in­dus­trie sowie ins­be­son­de­re für MDI (Methy­len­di­phe­nyl­di­iso­cya­nat), einen zen­tra­len Aus­gangs­stoff für Poly­ure­tha­ne. Die Ani­lin­pro­duk­ti­on auf Basis fos­si­ler Roh­stof­fe ver­ur­sacht welt­weit jähr­lich etwa rund 20 Mil­lio­nen Ton­nen CO₂-Emis­sio­nen. Um den CO₂-Fuß­ab­druck der Ani­lin­pro­duk­ti­on gezielt zu redu­zie­ren, setzt das Unter­neh­men im bio-basier­ten Pro­zess einen maß­ge­schnei­der­ten Mikro­or­ga­nis­mus ein, der indus­tri­el­le Zucker aus pflanz­li­cher Bio­mas­se durch Fer­men­ta­ti­on in ein Zwi­schen­pro­dukt umwan­delt. In einem zwei­ten Schritt wird die­ses Zwi­schen­pro­dukt durch che­mi­sche Kata­ly­se zu Ani­lin aus 100 Pro­zent pflan­zen­ba­sier­tem Koh­len­stoff umgewandelt.

Bio4PURConti zielt dar­auf ab, dies einen Schritt wei­ter­zu­ent­wi­ckeln: Anstel­le der bis­her ein­ge­setz­ten Fed-Batch-Metho­de, bei der Roh­stof­fe schritt­wei­se zuge­ge­ben und das Pro­dukt stu­fen­wei­se ent­nom­men wird, setzt das Pro­jekt erst­mals auf eine kon­ti­nu­ier­li­che Fer­men­ta­ti­ons­tech­no­lo­gie. Durch den Ein­satz pflan­zen­ba­sier­ter Zucker, bei­spiels­wei­se aus holz­ba­sier­ten Roh­stof­fen, ermög­licht es die Nut­zung erneu­er­ba­rer Roh­stof­fe. Das resul­tie­ren­de bio-basier­te Ani­lin ist voll­stän­dig Drop-in-kom­pa­ti­bel mit bestehen­den Poly­ure­than-Wert­schöp­fungs­ket­ten und erfüllt die MDI-Spe­zi­fi­ka­tio­nen, ohne dass Ände­run­gen an nach­ge­la­ger­ten Pro­zes­sen erfor­der­lich sind. Damit ist es ein wirk­sa­mer Hebel zur Defos­si­li­sie­rung, auch weit über die Che­mie­in­dus­trie hin­aus. Das Pro­jekt ska­liert vom Labor bis zur halb­in­dus­tri­el­len Demons­tra­ti­on im 1,5‑m³-Maßstab bei Bio Base Euro­pe Pilot Plant in Gent und Lever­ku­sen, wobei Zell­re­cy­cling, Echt­zeit-Ana­ly­tik und Down­stream-Pro­ces­sing inte­griert wer­den. Zu den wich­tigs­ten Zie­len zäh­len höhe­re Raum-Zeit-Aus­beu­ten und eine deut­li­che Ver­bes­se­rung des pro­dukt­be­zo­ge­nen CO₂-Fußabdrucks.

“Bio4PURConti ist ein rich­tungs­wei­sen­des Pro­jekt – nicht nur für uns oder den Ani­lin­markt, son­dern für den gesam­ten Bereich der indus­tri­el­len Bio­tech­no­lo­gie”, sagt Dr. Mar­kus Dugal, Head of Pro­cess Tech­no­lo­gy. „Die Demons­tra­ti­on eines kon­ti­nu­ier­li­chen Fer­men­ta­ti­ons­pro­zes­ses im halb­in­dus­tri­el­len Maß­stab für einen Mas­sen­roh­stoff wie Ani­lin wird neue Maß­stä­be set­zen für das, was bio­tech­no­lo­gi­sche Pro­zes­se in der Che­mie­in­dus­trie leis­ten kön­nen. Wenn Bio­lo­gie und Inge­nieur­we­sen im gro­ßen Maß­stab zusam­men­wir­ken, kön­nen sie grund­le­gend ver­än­dern, wie wir unver­zicht­ba­re Mate­ria­li­en herstellen.“

Das Kon­sor­ti­um mit 10 Part­nern aus 7 Län­dern ver­eint füh­ren­de Indus­trie- und Wis­sen­schafts­or­ga­ni­sa­tio­nen: Cove­stro Deutsch­land (Deutsch­land), Fibe­nol Ima­ve­re OÜ (Est­land), Uni­ver­si­tät Stutt­gart (Deutsch­land), Bio Base Euro­pe Pilot Plant VZW (Bel­gi­en), Zen­trum für Bera­tungs­sys­te­me in der Tech­nik Dort­mund e.V. – ZEDO (Deutsch­land), Nor­we­gi­sche Uni­ver­si­tät für Natur­wis­sen­schaf­ten und Tech­nik – NTNU (Nor­we­gen), Axel’O­ne (Frank­reich), VTT Tech­ni­cal Rese­arch Cent­re of Fin­land Ltd (Finn­land), Clus­ter Indus­tri­el­le Bio­tech­no­lo­gie e.V. – CLIB (Deutsch­land) sowie die Aso­cia­ción Espa­ño­la de la Inno­va­ción en el Mar­ke­ting y la Inver­sión Sos­teni­ble – AEIMIS (Spa­ni­en).

Das Pro­jekt ver­fügt über ein Gesamt­bud­get von 8,4 Mil­lio­nen Euro, davon 7 Mil­lio­nen Euro EU-För­de­rung, und läuft über 42 Mona­te. Gemein­sam strebt das Kon­sor­ti­um an, den pro­dukt­be­zo­ge­nen CO₂-Fuß­ab­druck von Ani­lin künf­tig deut­lich zu redu­zie­ren. Als einer der welt­weit füh­ren­den Ani­lin­pro­du­zen­ten mit einer Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tät von über einer Mil­li­on Ton­nen pro Jahr ist das Unter­neh­men bes­tens auf­ge­stellt, den Wan­del zu einer nach­hal­ti­ge­ren Ani­lin­pro­duk­ti­on voranzutreiben.