Studenten entwickeln Konzept zum Schwarzlaugen-Recycling
Nutzung von Nebenprodukten der Papierindustrie für eine nachhaltigere chemische Industrie
Im VDI-Wettbewerb „chemPLANT“ haben Studierende des Fachbereichs Chemieingenieurwesen ein Konzept entwickelt, um aus Schwarzlauge Lignin zu isolieren und dies zu Phenolderivaten weiterzuverarbeiten.
Schwarzlauge ist ein Nebenprodukt aus der Papierindustrie, das normalerweise verbrannt wird. Das konzipierte Verfahren nutzt die Schwarzlauge, um auf nachhaltiger Basis Phenol herzustellen, das für die Kunststoffproduktion benötigt wird.
FH Münster/Frederik Tebbe
Nebenprodukte aus der Papierindustrie nutzen, um die Chemieindustrie nachhaltiger zu gestalten – darüber haben sich die Masterstudenten Cem Hanrath, Marc Siegel, Nils Kulawik, Malte Krechting und Arvid Kunth am Fachbereich Chemieingenieurwesen unserer Hochschule Gedanken gemacht. Im Rahmen des Wettbewerbs „chemPLANT“, ausgerichtet vom Verein Deutscher Ingenieure (VDI), haben sie die theoretische Grundlage für eine Anlage geschaffen, die unter hohem Wasserstoffdruck Phenolderivate aus Schwarzlauge, einem Nebenprodukt in der Papierherstellung, gewinnt. Mit seinem Konzept „Ligno2Chemicals“ wurde das Team nach Berlin eingeladen, um im Rahmen der Fachtagung ECCE & ECAB sein entwickeltes Verfahren in der Endrunde vorzustellen.
„Normalerweise wird Schwarzlauge in der Papierfabrik lediglich thermisch verwertet – also verbrannt“, erklärt Siegel. „Doch in der Schwarzlauge steckt auch jede Menge Lignin, das wir in unserer theoretischen Arbeit durch eine Prozesssimulation des Hydrocrackings in Phenol und verschiedene Derivate aufgespaltet haben.“ Phenol, das in der Chemieindustrie unter anderem als Ausgangsstoff zur Herstellung von Kunststoffen verwendet wird, werde eigentlich aus fossilen Rohstoffen gewonnen, erläutern die Studierenden. Das bei der Papierherstellung anfallende Biopolymer Lignin bietet die Möglichkeit, die Phenolproduktion nachhaltiger zu gestalten. „Wir haben für den Wettbewerb eine mögliche Anlage zur Gewinnung des Lignins aus der Schwarzlauge und dessen weitere Verarbeitung entworfen.“ Für das Hydrocracking, bei dem ein Stoff durch hohen Wasserstoffdruck an einem geeinigten Katalysator gespalten wird, will das Team grünen Wasserstoff verwenden, der in einem mit erneuerbaren Energien angetriebenen Elektrolyseur produziert wird.
Die Idee für das Projekt haben die Studierenden gemeinsam mit Prof. Dr. Andreas Wäsche im Labor für nachhaltige Prozesstechnik und Biochemie entworfen. Innerhalb von drei Monaten haben die jungen Verfahrensingenieure ein umfangreiches Anlagenkonzept entwickelt, welches die Auslegung und Simulation wichtiger Anlagenkomponenten beinhaltet. Mithilfe einer Prozesssimulation haben sie die Phenolproduktion optimiert. Ihre Ergebnisse haben sie der Jury des VDI-Wettbewerbs im Rahmen einer Posterpräsentation in Berlin vorgestellt.
„Der chemPLANT-Wettbewerb ist eine tolle Möglichkeit, um im Team gemeinsam an einem wissenschaftlichen Projekt zu arbeiten, kreativ zu werden und eigenständig Lösungen für Probleme in der Industrie zu finden“, so Kunth. „Wir können allen Studierenden nur empfehlen, daran teilzunehmen.“
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