Mit Chemie die Natur schonen

Uni Jena stellt Verfahren zur Gewinnung von Cellulose aus nachwachsenden Rohstoffen und heterogene Katalyse im Mikrowellenfeld vor

21.05.2003

Die Chemie ist längst nicht mehr der Umweltverschmutzer, der vor Jahren ihr Image prägte. Heute helfen moderne chemische Verfahren dabei, die Umwelt zu schonen und dennoch im wirtschaftlichen Wettbewerb Stand halten zu können. Dies zeigen auch zwei Exponate der Friedrich-Schiller-Universität Jena, die in dieser Woche auf der ACHEMA in Frankfurt/M. präsentiert werden.

Ein "Einstufiges Verfahren zur Gewinnung von Cellulose aus nachwachsenden Rohstoffen" ist am Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Uni Jena entwickelt worden. Das Verfahren hilft dabei, Papier schneller, günstiger und umweltschonender herzustellen. Die Jenaer Chemiker nutzen bei ihrer Entwicklung als Oxidationsmittel Wasserstoffperoxid - das manchem als Haarblondiermittel bekannt sein dürfte. Dieses ermöglicht es, Papier so weiß zu bekommen, wie dies sonst nur mit dem üblicherweise angewandten mehrstufigen Verfahren, bei dem auch Bleichmittel eingesetzt werden, möglich ist. "Als Katalysatoren werden Metallate der 6. Nebengruppe eingesetzt, diese sind selber problemlos wieder recyclebar", erläutert Institutsdirektor Prof. Dr. Bernd Ondruschka. Das Verfahren arbeitet drucklos im Temperaturbereich von 100 °C. "Qualitätsunterschiede zwischen der von uns hergestellten Cellulose und der bei anderen Verfahren erzielten wurden bisher nicht gefunden", unterstreicht der Jenaer Chemiker. Während die Qualität also vergleichbar ist, bietet das neue Verfahren wesentliche Vorteile, v. a. im Umweltschutz. Es fallen keine schwer zu entsorgenden Abwasser an, da "der Restkohlenstoff in der Oxidationslösung bereits hoch oxidiert und somit leicht biologisch abbaubar ist", erläutert Ondruschka. Getestet wurde dies an Holz und Holzabfällen, Raps- und Getreidestroh, Hanf, Bambus sowie Miscanthus - allerdings bisher nur mit kleinen Mengen. "Im Labormaßstab hat sich gezeigt, dass die Idee greift", ist Prof. Ondruschka von den Zukunftsaussichten der Entwicklung überzeugt.

Chemische Reaktionen benötigen Energiezufuhr, um gestartet zu werden. Je gezielter und ungehinderter die Zufuhr verläuft, um so effektiver kann die eingesetzte Energie verwendet werden. Mikrowellen sind ein gutes Mittel, um solche chemischen Reaktionen zu starten und zu betreiben, wissen die Jenaer Wissenschaftler vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie. Auf der ACHEMA präsentieren sie als zweites Exponat "Heterogene Katalyse im Mikrowellenfeld". Mit den Mikrowellenstrahlen - die aus dem gleichnamigen Küchengerät bekannt sind - können beispielsweise Katalysatoren sehr schnell auf Betriebstemperatur gebracht werden. Die Strahlen dringen direkt ins Innere, ohne erst den Mantel zu erwärmen und lassen sich - wie beim Gasherd - exakt kontrollieren. "Außerdem erfolgt die Erwärmung gleichmäßig", betont Prof. Ondruschka. "Dadurch kommt man mit sehr wenig Energie zu gleichen Resultaten", weist der Jenaer Chemiker auf den besonderen Vorteil der neuen Methode hin, die auf der Messe am Beispiel der festen Katalyse vorgeführt wird. Gemeinsam mit dem Hermsdorfer Institut für Technische Keramik e. V., das neue Katalysatoren entwickelt hat, ist das Verfahren entwickelt worden. "Es ist nicht nur für großchemische Prozesse geeignet", betont Ondruschka. Der Chemiker sieht gute Entwicklungsperspektiven für das neuentwickelte Verfahren, da "85 % aller Chemieprodukte eines heterogenen Katalysators bedürfen". Daher hoffen die Jenaer Chemiker, auf der Frankfurter Messe neue Industriepartner zu finden, die mit ihnen das Verfahren zur Produktreife führen.

https://www.chemie.de/news/23720/mit-chemie-die-natur-schonen.html