Forscher des Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation an der University of Illinois Urbana-Champaign haben kürzlich eine Studie zu einem neuen Verfahren zur Herstellung von Azelainsäure veröffentlicht. Die Studie bewertet die Machbarkeit der Produktion dieses erneuerbaren Monomers für Schmierstoffe, Polymere und Hautpflegeprodukte aus hoch-ölsäurehaltigem Sojaöl durch einen zweistufigen oxidativen Spaltungsprozess.

Die traditionelle Azelainsäureproduktion ist energieintensiv und basiert auf der Ozonolyse von Ölsäure. Im Gegensatz dazu zielt das neue zweistufige oxidative Spaltungsverfahren darauf ab, die Prozesssicherheit zu erhöhen. Um dessen wirtschaftliche und ökologische Vorteile zu bewerten, entwickelte das Forschungsteam ein Bioraffinerie-Modell auf der BioSTEAM-Plattform. Dieses Modell integriert die Biodieselproduktion, die Katalysatorrückgewinnung und -wiederverwendung sowie die nachgeschaltete Aufreinigung zur Herstellung von technischer Azelainsäure und verwandten Nebenprodukten.

Das Team führte eine techno-ökonomische Analyse und eine Lebenszyklusanalyse durch und identifizierte mittels globaler Sensitivitätsanalyse die Schlüsselfaktoren, die den Mindestverkaufspreis und die Kohlenstoffintensität des Produkts beeinflussen. Laut den in „ACS ES&T Engineering“ veröffentlichten Ergebnissen kann das modellierte System Azelainsäure zu einem medianen Mindestverkaufspreis von 8,32 US-Dollar pro Kilogramm produzieren – ein Preis, der unter der aktuellen Marktschätzung von 9,93 US-Dollar pro Kilogramm liegt. Unter bestimmten Allokationsszenarien kann die Kohlenstoffintensität des Produktionsprozesses nahezu klimaneutral sein. Die Analyse zeigt, dass eine Steigerung der Umsatzraten in den Schritten der Dihydroxylierung und der oxidativen Spaltung der Hauptweg ist, um sowohl den Mindestverkaufspreis als auch die Kohlenstoffintensität zu senken.

Diese Studie zeigt, dass die Produktion von Azelainsäure aus hoch-ölsäurehaltigen Pflanzenölen wirtschaftlich wettbewerbsfähig sein kann. Das von den Forschern entwickelte Open-Source-Modellierungsframework kann flexibel eingesetzt werden, um andere Ansätze zur Azelainsäureproduktion aus hoch-ölsäurehaltigen Pflanzenölen oder neuartigen Lipidrohstoffen zu bewerten, indem Rohstoffzusammensetzung, Kosten und Prozessparameter angepasst werden, um den Mindestverkaufspreis und die Kohlenstoffintensität zu optimieren.

Weitere Informationen: Autoren: Lavanya P. Kudli et al., Titel: „Characterizing the Potential for Sustainable Azelaic Acid Production from High-Oleic Vegetable Oils Using a Two-Step Oxidative Cleavage Approach“, veröffentlicht in: ACS ES&T Engineering (2025).