Plattform für umweltfreundliche Lösungsmittel und Aromen: Ethyllevulinat erhält doppelte EFSA- und ECHA-Zertifizierung und treibt Innovationen in der kohlenstoffarmen Beschichtungs- und Lebensmittelzutatenindustrie voran.

Im Zuge der Welle biobasierter Plattformmoleküle, die den Ersatz fossiler Produkte beschleunigen, finden biomassebasierte Lävulinsäure und ihre Ester zunehmend Anwendung im industriellen Maßstab. Kürzlich erreichte hochreines biobasiertes Ethyllävulinat, hergestellt durch ein integriertes Verfahren aus Celluloseverzuckerung, -hydrierung und -veresterung, die stabile Massenproduktion und erhielt gleichzeitig die Aromastoffzulassung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) sowie die Konformitätsregistrierung der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA). Dank seiner einzigartigen Eigenschaften wie Erneuerbarkeit, geringer Toxizität, hoher Löslichkeit und natürlichem Fruchtaroma hat sich dieses Produkt zu einem vielversprechenden Molekül entwickelt, das die Märkte für umweltfreundliche industrielle Lösungsmittel und hochwertige Lebensmittelzutaten gleichermaßen bedient.

1. Technischer Meilenstein: Vollständige Nutzung der Biomassekomponenten und atomökonomische Synthese

Der Kern dieser Industrialisierung liegt in der effizienten Umwandlung komplexer Komponenten aus land- und forstwirtschaftlichen Abfällen in eine einzige hochwertige Chemikalie:

1. Zellulose-gerichtete katalytische Umwandlungstechnologie

• Prozessablauf: Ausgehend von lignocellulosehaltigen Materialien wie Holzspänen und Stroh hydrolysiert ein saures ionisches Flüssigkeitskatalysatorsystem die Cellulosefraktion effizient zu Lävulinsäure, während gleichzeitig die Hemicellulosefraktion als rückgewinnbares Nebenprodukt in Furfural umgewandelt wird, wodurch eine vollständige Komponentenverwertung erreicht wird.

• Effiziente Hydrierungsreduktion: Mit Nichtedelmetallkatalysatoren wird Lävulinsäure unter milden Bedingungen selektiv zu γ-Valerolacton hydriert, das dann mit Bioethanol verestert wird. Auf diesem Weg wird eine Gesamtkohlenstoffausbeute von über 65 % erzielt, was die 35 %-Ausbeute herkömmlicher Säurehydrolyseverfahren bei weitem übertrifft.

• Die Kurzweg-Molekulardestillationstechnologie stabilisiert die Reinheit des Endprodukts bei ≥ 99,5 %, wobei die wichtigsten Verunreinigungen, wie z. B. der Restgehalt an Lävulinsäure, ≤ 100 ppm und der Schwefelgehalt ≤ 1 ppm, enthalten sind. Die Aromareinheit entspricht dem Niveau natürlicher Fruchtextrakte.

2. Marktanwendung: Eine „grüne Brücke“ zwischen Industrie und Konsumgütern

Durch die Nutzung seiner dualen Eigenschaften definiert das Produkt die Grenzen der traditionellen Lösungsmittel- und Aromenmärkte neu:

3. Zusammenarbeit entlang der Wertschöpfungskette: Aufbau einer zirkulären Wertschöpfungskette „Landwirtschaft-Chemie-Konsumgüter“

Der Hersteller verfolgt ein einzigartiges Modell der vertikalen Integration und offenen Zusammenarbeit:

• Gemeinsame Einrichtung von Rohstoffbasen mit Agrargruppen: Errichtung von Anlagen in der Nähe großer Forst- und Zuckerrohrverarbeitungsgebiete, Aufbau stabiler, kostengünstiger Lieferketten für Biomasseabfälle und Erreichung der Rückverfolgbarkeit des CO2-Fußabdrucks durch ISCC PLUS-Zertifizierung.

• Kanalspezifische, kundenspezifische Produktlinien:

• Versorgt Beschichtungskunden mit geruchlosen (tiefentschwefelten und entaldehydierten) Lösungsmittelprodukten.

• Bietet Lebensmittelkunden Aromaprodukte mit unterschiedlichen Aromaintensitäten und -profilen sowie vollständige Konformitätsdokumentation.

• Förderung des „Closed-Loop-Designs“: Zeigt den Herstellern von Beschichtungen, dass Abfälle aus der Beschichtung biologisch abgebaut oder chemisch recycelt werden können, wobei die Lösemittelkomponente in den natürlichen Kreislauf zurückkehrt, was die Umweltbilanz und die ESG-Bewertungen der Folgeprodukte deutlich verbessert.

4. Überprüfbare Daten und doppelte Konformität

Die Doppelidentität des Produkts hat die maßgeblichste behördliche Bestätigung erhalten:

• Zertifizierung für Lebensmittelsicherheit: Von der EFSA als Lebensmittelzusatzstoff (Aroma) zugelassen, entspricht der FEMA GRAS-Liste und dem chinesischen Standard GB 2760.

• Chemische Konformität: Die formale EU-REACH-Registrierung wurde abgeschlossen und ein umfassendes Sicherheitsdatenblatt vorgelegt, das bestätigt, dass es sich nicht um einen CMR-Stoff (krebserregend, erbgutverändernd, fortpflanzungsgefährdend) handelt.

• Ökotoxikologische Daten: OECD 301F-Tests zeigen eine biologische Abbaurate von >90 % innerhalb von 28 Tagen; akute aquatische Toxizität (Fisch 96h LC50) >100 mg/L, wodurch es in die Kategorie der geringen Gefährdung eingestuft wird.

Die erfolgreiche Kommerzialisierung von Ethyllevulinat ist ein Meilenstein und markiert den Übergang der Bioraffinerietechnologie von der Massenproduktion hin zur Herstellung von Hochleistungs-Spezialchemikalien. Sie beweist, dass aus Biomasse gewonnene Plattformmoleküle dank fortschrittlicher Katalyse- und Trenntechnologien nicht nur wettbewerbsfähige Kosten erzielen, sondern dank ihrer einzigartigen und vielfältigen Funktionalitäten sowohl im industriellen als auch im Konsumbereich einen Mehrwert schaffen können, der fossilbasierte Produkte übertrifft. Dies eröffnet der Bioökonomie einen neuen, nachhaltigen Entwicklungspfad, der nicht auf Subventionen, sondern auf Technologie- und Umweltprämien basiert.