Wie entsteht Lignin

Lignin – ein nachwachsender Rohstoff?  Eines der größten Probleme der Menschheit heutzutage sind die fossilen Rohstoffquellen, die zu lange verschwenderisch verbraucht wurden. Zu lange wurden Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas geradezu verschwenderisch verbraucht, ohne die Konsequenzen zu bedenken. Nun aber neigen sich die fossilen Kohlenstoffquellen langsam aber sicher dem Ende zu.

Holzstoff

Auf der Suche nach neuen Wegen zur Kohlenstoffbeschaffung stößt man auch auf den Holzstoff Lignin. Diese sehr häufig vorkommende organische Verbindung gibt es in der Natur zur Genüge und im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen wächst sie immer wieder nach.

Lignin kann mehr, als nur zur Energiegewinnung genutzt zu werden, wie es viele Papier- und Zellstoffwerke schon einige Zeit vormachen. Es ist ein vielseitiger Stoff, den man in bearbeiteter Form in vielen Bereichen des Lebens nutzen kann und der vielleicht bald an vielen Stellen fossile Rohstoffe wie Erdöl fast ersetzen kann.

Was ist Lignin?

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird Lignin (lat. lignum, Holz) sehr häufig als Holzstoff bezeichnet. Lignin hat eine hell- bis dunkelbraune Färbung und eine dreidimensionale Struktur. Es ist amorph, dass heißt es ist zwar ein Feststoff, besitzt jedoch trotzdem kein regelmäßiges Kristallgitter.

Zusammengesetzt ist es aus phenolischen Makromolekülen. Trotz weniger polarer Gruppen hat Lignin einen hydrophoben Charakter und ist durch seine schwere Löslichkeit in Wasser und anderen hydrophilen Stoffen schwer abzubauen.

Entstehung

Eine erstmalige Synthese von Lignin ist wohl bis ins Zeitalter des Kambrium zurückzudatieren. Die Pflanzen entwickelten sich von Wasserpflanzen hin zu den landlebenden Pflanzen, was zur Folge hatte, dass der Auftrieb des Wassers nicht mehr für Stabilität sorgen konnte. Pflanzen und Bäume entwickelten somit ein Festigungselement, das Lignin, um die Zellen und Fasern zu stärken und zu verhärten. Lignin ist dadurch mitunter für das Höhenwachstum verantwortlich und erlaubt durch die Verfestigung den Pflanzen und Bäumen durch Verzweigung und Verästelung eine größere Fläche auszubilden, die photosynthetisch aktiv sein kann.

Was Lignin kann

Desweiteren wirkt Lignin als Konservierungsmittel, da es die Mikrofibrillen einschließt, und somit bewahrt und auch schützt. Es sorgt für die nötige Druckfestigkeit der Zellen und wirkt dabei zusammen mit der Cellulose, die für die Zugfestigkeit sorgt. Lignin selbst absorbiert UV-Licht fast vollständig, sichtbares Licht teilweise und ist isotrop.

Nach Cellulose ist es die häufigste organische Verbindung in der Natur und durch seine Verwendungsmöglichkeiten auch einer der bedeutendsten organischen Rohstoffe. Desweiteren ist Lignin der am meisten verbreitete aromatische Rohstoff. Die Gesamtproduktion beträgt ca. 20 Millionen Tonnen pro Jahr.

Unterschätztes Multitalent?

Trotz seines häufigen Vorkommens ist Lignin immer noch für die meisten ein unbekannter Stoff. In Zukunft könnte es aber sehr an Bedeutung gewinnen. Aus dem früheren Abfallprodukt ist ein Nebenprodukt geworden, das sich für viele Zwecke nutzen lässt. Im Gegensatz zu fossilen Rohstoffen wie Erdöl und Erdgas ist Holzstoff ein ständig nachwachsender Rohstoff und somit eine permanente, beständige Kohlenstoffquelle.

Auch in der Industrie fällt Lignin schon eine stetig wachsende Bedeutung zu. Natürlich muss auch es erst chemisch verarbeitet werden und durchläuft einen manchmal längeren Weg, bis es zur gewünschten Verwendung kommt. Doch im Gegensatz zu komplett synthetisch hergestellten Stoffen ist es ein Naturprodukt. Das macht es an vielen Stellen billiger als die im Werk teuer hergestellten künstlichen Stoffe.

In vielen Formen zu finden

Somit begegnet uns Lignin häufig im alltäglichen Leben, nicht nur in der originalen Holzstoffform im Baum. Auch viele Produkte, die wir verwenden, enthalten Lignin. Es erscheint in allen möglichen Bereichen, bis hin zur Lebensmittelindustrie, denn aus Lignin lässt sich der Geschmackstoff Vanillin herstellen. Ganz kontrovers lässt es sich aber auch als Zusatz in Bohrschlämmen finden. An wiederum ganz anderer Stelle taucht es in Autobatterien auf.

Doch vor allem im Bereich der Energiegewinnung wird Lignin immer wichtiger, auch die Papier- und Zellstoffindustrie deckt schon lange den größten Teil ihres Energiebedarfs durch die Verbrennung ihrer im Werk anfallenden Ligninablaugen.

Durch die enorme Entwicklung in der Verwendung, die Lignin durchgemacht hat, vom Holzstoff zum sozusagen Multitalent, sollte man den weiteren Werdegang vielleicht mit mehr Aufmerksamkeit verfolgen. Denn wer weiß schon, was wir von diesem Stoff noch erwarten dürfen.

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