Öko Produkte - Lignin
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Lignine (lateinisch lignum ‚Holz‘) bilden eine Gruppe von phenolischen Makromolekülen (Biopolymeren), die sich aus verschiedenen Monomerbausteinen zusammensetzen. Es sind feste Biopolymere, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden; dadurch bewirken sie die Verholzung der Zelle (Lignifizierung). Etwa 20 bis 30 Prozent der Trockenmasse verholzter Pflanzen (= der Holzzellwandsubstanz) bestehen aus Ligninen, damit sind sie neben der Cellulose und dem Chitin die häufigsten organischen Verbindungen der Erde. Die Gesamtproduktion der Lignine wird auf etwa 20 Milliarden Tonnen pro Jahr geschätzt.
Lignine sind wesentlich für die Druckfestigkeit und Beständigkeit pflanzlicher Gewebe, so ist die Evolution der landlebenden Pflanzen und vor allem der Bäume sehr eng mit der Bildung von Lignin verknüpft. Nur mit Lignin können Pflanzen Festigungselemente ausbilden, welche die Stabilität größerer Pflanzenkörper außerhalb des Wassers gewährleisten. Im Wasser sorgt die im Verhältnis geringe Dichte für den statischen Auftrieb. - storaenso.com/de-de/products/lignin
Lignin – das Bindemittel der Natur, das Materialien fossilen Ursprungs ersetzen kann
Tief im Inneren der Zellwände jedes Baumes befindet sich eine kraftvolle Substanz. Diese Substanz ist die zweitgrößte Quelle von erneuerbarem Kohlenstoff auf dem Planeten. Wenn sie extrahiert und verarbeitet wird, verspricht sie, die Art und Weise grundlegend zu verändern, wie wir unsere natürlichen Rohstoffe nutzen, um Produkte herzustellen.
Stora Enso kann in seinem Werk Sunila im finnischen Kotka 50.000 Tonnen Kraft-Lignin jährlich produzieren. Das Werk Sunila ist die weltweit größte Extraktionsanlage für Kraft-Lignin. Hier produzieren wir seit 2015 Lignin in industriellem Maßstab und nutzen einen Teil davon in unserem Kalkofen, um fossile Brennstoffe zu ersetzen und unsere CO2-Emissionen zu reduzieren. Unser gesamtes Lignin wird mit dem Kraft-Aufschlussverfahren aus nordischem Nadelholz (Kiefer und Fichte) gewonnen, wobei die Valmet LignoBoost®-Technologie zum Einsatz kommt.
Lignin – ein Material, das eine Vielzahl von Branchen verändern kann. Referenzbeispiele in englischer Sprache auf der Website weiter unten. - werkstoffzeitschrift.de/lignin/
u.a. Gewinnung von Lignin
Die weltweite Kunststoffproduktion steigt stetig an, und gleichzeitig nimmt auch die Herstellung biobasierter Kunststoffe immer weiter zu. Neben bekannteren Biokunststoffen wie Celluloseestern, Stärkeblends oder Polymilchsäure wird nun auch zunehmend Lignin als Rohstoff für Basischemikalien und die Herstellung wertvoller polymerer Werkstoffe eingesetzt. Lignin besteht aus einer Mischung aus drei verschiedenen Zimtalkoholen, die in pflanzlichen Geweben zwischen Cellulose und Hemicellulose eingelagert und zu Polymeren verknüpft werden. Auf diese Weise tragen sie wesentlich zu der besonderen Festigkeit verholzter Pflanzen bei. Das bisher eher als Abfallstoff betrachtete Lignin wird aus dem Zellwandmaterial verholzter Pflanzen, der Lignocellulose, gewonnen. Diese wird vor allem in der Papierherstellung als Rohstoffquelle für Cellulose und Hemicellulose benötigt. Lignin kann bis zu 30% der Biomasse einer Pflanze ausmachen, wobei die chemische Struktur des Polymers von Pflanze zu Pflanze variiert. Dies liegt daran, dass sowohl die von den Pflanzen eingesetzten Mengen der einzelnen Monomere (Einzelbestandteile des Lignins) als auch die chemischen Verknüpfungen zwischen diesen Monomeren nicht einheitlich sind. - wuerzburg.de/m_431630
Biokunststoff Lignin PDF herunterladen
Vorteile gegenüber Biokunststoffen auf Stärkebasis: Biokunststoffe, die auf Stärke basieren, werden aus nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Weizen, Kartoffeln oder Zuckerrohr hergestellt (Stärke-, PLA- oder zellulosebasierte
Biokunststoffe). Der Anbau von stärkehaltigen Feldfrüchten mit ihrem hohen Flächenbedarf stellt jedoch eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion dar. Dies kann zu Spekulationen auf Nahrungsmittel- und Rohstoffpreise führen. Außerdem werden nach einer Studie des Umweltbundesamtes für den Anbau große Mengen an Dünge- und Pflanzenschutzmitteln, die unsere Böden und das Grundwasser belasten, eingesetzt.
Im Vergleich zu Biokunststoffen auf Stärkebasis bieten solche aus Lignin den großen Vorteil, dass letzteres in großen Mengen als Nebenprodukt der Papierherstellung - totholz.wsl.ch/de/totholz/abbau-von-holz/holzchemie/
Holzchemie: Zellulose, Hemizellulose und Lignin
Holz besteht vor allem aus den Stütz- und Gerüstsubstanzen Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Daneben enthält Holz so genannte Extraktstoffe (Gerbstoffe, Harze, Wachse, Farbstoffe, u.a.) und Mineralien (Aschegehalt). Diese Bestandteile kommen in folgender Zusammensetzung vor, wobei sie je nach Baumart variieren - pflanzenforschung.de/de/pflanzenwissen/lexikon-a-z/lignin-782
Bei Ligninen handelt es sich um feste Stoffe, die in die pflanzliche Zellwand eingelagert werden. Dadurch bewirken sie die Verholzung der Zelle. Etwa 20% bis 30% der Trockenmasse verholzter Pflanzen bestehen aus Ligninen. Somit sind sie neben der Cellulose und dem Chitin die häufigsten organischen Verbindungen der Erde.
Da Lignine wesentlich für die Festigkeit von pflanzlichen Geweben sind, ist die Evolution der landlebenden Pflanzen und vor allem der Bäume sehr eng mit der Bildung von Lignin verknüpft.
Siehe auch: Lignocellulose, Hemicellulose. - spektrum.de/lexikon/biologie/lignin/39320
ignin s [von *lign- ], Holzstoff, einer der Hauptinhaltsstoffe des Holzes und daher mengenmäßig einer der am häufigsten (neben Cellulose) vorkommenden Naturstoffe. Lignin stellt chemisch ein aus Phenylpropaneinheiten durch dehydrierende Polymerisation (Polymere) aufgebautes hochmolekulares, dreidimensionales Netzwerk dar und wirkt als der eigentliche Stützbaustoff der verholzten Pflanzenteile. Es wird bei verstärkter Druckbelastung (Biomechanik) in die Zellwände eingelagert (Lignifizierung), wo es kovalent mit Cellulose und anderen Polysacchariden verknüpft vorliegt. Die Fähigkeit, Lignin zu synthetisieren, war Vorbedingung für die Entwicklung der Höheren Landpflanzen (Rhynia). Lignin wird im allgemeinen auch nur bei den Gefäßpflanzen – dort vor allem in den Tracheiden und Tracheen des Xylems – angetroffen. - hosokawa-alpine.de/mechanische-verfahrenstechnik/industrien/chemie/lignin/
Welche Lignin-Arten gibt es? Kraft-Lignin und schwefelfreies Lignin und ihre Verwendung
Lignin lässt sich mittels verschiedener chemischer Verfahren gewinnen, darunter das Sulfat- und Sulfitverfahren, das Sodaverfahren, das Acetocell-Verfahren oder das Organosolv-Verfahren. Je nach Prozess hat das gewonnene Lignin unterschiedliche chemische und verfahrenstechnische Eigenschaften. Für die nachfolgende Verarbeitung unterscheidet man primär zwischen Kraft-Lignin aus dem Sulfat- oder Sulfitverfahren und dem schwefelfreien Lignin aus den anderen Verfahren. Je nach Herstellungsverfahren und Qualität des Lignins kann es in folgenden Anwendungsbereichen eingesetzt werden: - holzvomfach.de/fachwissen-holz/glossar/lignin/
Lignine sind feste Biopolymere und zentrale Bestandteile von Holz. Sie sind nicht wasserlöslich und dadurch biologisch schwerer abzubauen als andere Stoffe.
Lignin wird in die pflanzlichen Zellwände eingelagert und sorgt so für das Verholzen (die sogenannte Lignifizierung) der Zelle. Das heißt, dass den Pflanzen Stabilität, Druckfestigkeit und Dauerhaftigkeit durch das Makromolekül gegeben wird.
Trockenes Holz besteht je nach Holzart zu 20 bis 30 Prozent aus Lignin.
Lignin ist ein wesentlicher Rohstoff der Bioökonomie. Trotzdem wird das Potenzial von Lignin bisher noch nicht optimal ausgenutzt, da es häufig als Abfallstoff bei der Zellstoffproduktion angesehen wird. Gleichwohl ist die verfügbare Menge an Lignin überwältigend.Verarbeitung von Lignin - Individuelle Lösungen nötig
Lignin ist also ein äußerst vielseitiger Rohstoff. Seine natürliche Herkunft sorgt allerdings auch dafür, dass seine Qualität starken Schwankungen unterworfen ist – so wie eben Holz nicht gleich Holz ist. Auch der Herstellungsprozess beeinflusst die Eigenschaften des Rohstoffs: Je nachdem ob das Lignin bei der Zellstoff- oder Papierherstellung oder in Bioraffinerien gewonnen wird, bringt es unterschiedliche Charakteristika mit.
Für die Verarbeitung von Lignin bedeutet das: Es gibt keine Standardlösung für die Vermahlung oder Kompaktierung von Lignin. Je nach Ausgangsprodukt und Endanwendung ist daher ein individueller Prozess nötig, den Hosokawa Alpine gerne für Sie entwickelt. Für die Verarbeitung von Rohlignin gibt es verschiedene Prozesse. - materialarchiv.ch/de/ma:material_1752?type=all&n=Grundlagen
Lignin ist ein natürliches Polymer, das zu einem Anteil von 20 bis 40% in verholzten Pflanzen enthalten ist.
Lignin ist nach der Cellulose das zweithäufigste natürlich vorkommende Polymer. Es bildet zusammen mit Cellulose und Hemizellulose die Zellwände von verholzten Pflanzen. Dieses Stützgewebe gibt der Pflanze Festigkeit und Stabilität, wobei das Lignin für die Druckfestigkeit verantwortlich ist. Lignin fällt als Nebenprodukt bei der Papier- und Zellstoffherstellung an. Es wird aus den Faserstoffen entfernt, da es mit seiner braunen Eigenfärbung die Weisse des Papiers verringert. Zudem wirkt es sich negativ auf die mechanische Festigkeit und Alterungsbeständigkeit des Papiers aus - tecnaro.de/?s=Lignin
TECNARO EU Projekt – SWEETWOODS Bioraffinerie produziert erste Tonnen hochreines Lignin
Ilsfeld – Tallinn, 25.02.2021 – Das EU Projekt SWEETWOODS hat seine ersten Meilensteine erreicht. Es stehen Proben von hochreinem Lignin und Holzzucker im Tonnenmaßstab zur Verfügung.
Im Rahmen des von Bio-Based Industries Joint Undertaking (BBI JU) geförderten SWEETWOODS-Projektes zur Holzverwertung können ab sofort sowohl hochreines, natives Lignin als auch Holzzucker im Tonnenmaßstab geliefert werden. Der führende Partner des Projekts, Graanul Biotech, hat mitgeteilt, dass die Bauarbeiten der ersten Phase der Bioraffinerie im Jahr 2020 abgeschlossen wurden und der Bau der zweiten Phase begonnen hat. In dieser werden Hydrolyse, Trennverfahren und Lignintrocknung etabliert. Graanul Biotech schätzt, dass eine industrielle Belieferung mit neuartigem Lignin und Zucker im letzten Quartal 2022 möglich sein wird. - biooekonomie-bw.de/fachbeitrag/dossier/lignin-ein-rohstoff-mit-viel-potenzial
Lignin – ein Rohstoff mit viel Potenzial
Erdöl ist der Lebenssaft der chemischen Industrie, der Ausgangsstoff für Basischemikalien, mit denen sich eine ungeheure Fülle an Produkten herstellen lässt. Der weiter steigende Bedarf bei gleichzeitig schwindenden Reserven rückt nachwachsende Ressourcen in den Fokus der chemischen Industrie. Lignin, ein Holzbestandteil, ist besonders vielversprechend. Bislang wird Lignin fast ausschließlich energetisch genutzt, obwohl es vielseitig einsetzbar wäre. Auch in Baden-Württemberg wird das Potenzial des Holzbestandteils in einem Forschungsverbund intensiv erforscht.
Lignocellulose (lateinisch lignum = Holz) verleiht Pflanzen ihre Form und Stabilität. Die Biopolymere der Lignocellulose verstärken die Zellwand und setzen sich aus drei Hauptbestandteilen zusammen: Cellulose und Hemicellulose bilden ein Gerüst, in das sich Lignin als eine Art Kitt einlagert, wodurch die Zellwand sich verfestigt. Die Verholzung – auch Lignifizierung genannt – dient der Pflanze als Schutz vor Wind und Schädlingen. - faz.net/aktuell/..neues-verfahren-zum-trennen-der-holzbestandteile-16941285.html
Den so gewonnenen Zellstoff nutzt beispielsweise die Papierindustrie. Das Lignin wird meist mitsamt der Lauge eingedickt und verbrannt. Schade drum, denn dieses Biomolekül lässt sich, ebenso wie der Zellstoff, nutzen, um Grundchemikalien herzustellen, die heute aus Erdöl gewonnen werden. Aus den Grundchemikalien werden biologisch abbaubare Kunststoffe, leichte und widerstandsfähige Verpackungen, Aromastoffe wie Vanillin oder Klebstoffe und Harze, etwa für den Bau von Windturbinen oder Fahrzeugen, produziert. - igb.fraunhofer.de/de/forschung/...../Enzymatische-Modifikation-von-Lignin.html
Enzymatische Modifikation von Lignin
Lignin ist die größte natürliche, regenerative Rohstoffquelle für aromatische Verbindungen. Das in Papiermühlen anfallende Lignin wird bisher jedoch kaum stofflich genutzt, sondern größtenteils zur Energiegewinnung verbrannt. Alternative Aufschlussverfahren wie der Organosolvprozess können Lignine von höherer Reinheit und Uniformität liefern und somit für neue Anwendungen interessant machen.
Eine stofflich-industrielle Nutzung von Lignin verlangt eine Konversion des Rohstoffes zu geeigneten Biosynthesebausteinen, welche wiederum zu beispielsweise Polyurethan oder anderen Kunststoffen polymerisiert werden können. Die Modifizierung und der Abbau des komplexen Moleküls Lignin stellen jedoch eine große Herausforderung dar, da es nicht wie Zellulose und Hemizellulose einfach enzymatisch zu Monomeren hydrolysiert werden kann (siehe dazu den Kompetenzbereich unserer Arbeitsgruppe »Verzuckerung von Lignozellulose«).