Holzreststoffe, wie z. B. Holz minderer Qualität, Landschaftspflegeholz oder Altholz, werden derzeit in geringem Umfang für die Papier- und Werkstoffherstellung genutzt. Der größte Teil der Holzreststoffe wird jedoch nicht stofflich verwertet. Maßgebliche Ursache ist die unzureichende Effizienz, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit verfügbarer Holzaufschluss- und Hydrolyseverfahren. Verfügbare Verfahren zum Holzaufschluss und zur Vorhydrolyse von Holz basieren vorrangig auf chemischen Prozessen mit konzentrierten Säuren, Laugen oder organischen Lösungsmitteln sowie hohen Temperaturen und Drücken und sind heute zum Teil nicht mehr wirtschaftlich. Als Alternativen stehen forschungsseitig die Steam Explosion (SE), die CO2-Explosion sowie eine Behandlung mit Wasserstoffperoxid im Fokus. Obwohl die umfangreichsten Untersuchungen bisher mit dem SE-Verfahren erfolgten, wurde jedoch noch keine industrielle Applikation an Holz realisiert. Die Lösung der technischen und wissenschaftlichen Probleme erfordert zunächst grundlegende experimentelle Untersuchungen an Modellrohstoffen. Ziel des vor kurzem gestarteten Projektes ist die ‚Stoffstromanalyse und Modellierung des Steam-Explosion-Prozesses zum Aufschluss von Lignocellulose als Grundlage für Bioraffinerieapplikationen‘. Grundlage bilden die vollständige Erfassung aller festen, flüssigen und gasförmigen Stoffströme sowie Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Rohstoff- und Prozessparameter auf die quantitative und qualitative Zusammensetzung der Aufschlussprodukte. Letzteres erfolgt unter Einbeziehung bisher wenig untersuchter, für Bioraffinerie-Applikationen jedoch maßgeblicher Produkteigenschaften, insbesondere dem Separierungsgrad von Lignin- und Cellulosekomponenten sowie der Cellulosekristallinität. Entsprechende qualitative und quantitative Analysemethoden werden entwickelt. Weiterhin wird eine Intensivierung des quasikontinuierlichen SE-Aufschlusses durch neue Ansätze in der Prozessführung und apparative Modifizierungen angestrebt.
