Wetenschappers van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz (JGU) in Duitsland hebben een nieuwe duurzame methode ontwikkeld om de smaakstof vanilline uit lignine te extraheren, een bestanddeel van hout. Bij de productie van pulp hopen zich grote hoeveelheden afvallignine op, een belangrijke grondstof voor het maken van papier. Het proces dat de onderzoekers beschrijven in hun artikel in ACS Duurzame Chemie &Engineering houdt in dat de lignine wordt opgelost in natronloog en dit mengsel wordt verwarmd tot 160 graden Celsius in een eenvoudige elektrolysecel met nikkelelektroden waarop stroom wordt gezet.

Dit oxideert en breekt de lignine af om vanilline van zo'n hoge kwaliteit te produceren in een reagensloos proces dat het officieel als natuurlijk vanilline kan worden aangemerkt. "Na vele jaren van intensief onderzoek, we hebben nu een echte doorbraak gemaakt, " zei prof. Siegfried Waldvogel, coördinator van de SusInnoScience (Sustainable Chemistry as the Key to Innovation in Resource-efficient Science in the Anthropocene) onderzoeksfocus bij JGU, die het project heeft ontwikkeld. Daten, vanilline is voornamelijk gemaakt van aardolie, een proces dat, in tegenstelling tot deze nieuwe methode, produceert giftig afval dat moeilijk te verwijderen is. Er bestaat namelijk al een proces om vanilline te maken uit lignine. Echter, volgens Waldvogel, dit is veel duurder, niet in de laatste plaats omdat het het gebruik van koper vereist. Verder, slechts een klein deel van de afvalstroom van lignine uit de pulpproductie kan met deze methode worden verwerkt.

Qua hoeveelheid, vanilline is de belangrijkste smaak- en geurstof ter wereld. Vele tienduizenden tonnen ervan worden elk jaar gebruikt bij de productie van voedsel en cosmetica en bij de synthese van geneesmiddelen. Anderzijds, meer dan 100 miljoen ton lignine wordt jaarlijks als afval geproduceerd bij de pulpproductie om vervolgens voornamelijk thermisch te worden geëxploiteerd. "Omdat onze methode een vanillineopbrengst heeft van ongeveer vier procent van de gebruikte lignine, het zou in theorie heel gemakkelijk aan de wereldwijde vraag naar vanilline kunnen voldoen, " zei Waldvogel. Hij is ervan overtuigd dat het nieuwe proces "aanzienlijk beter" is dan de vorige methoden van vanilline-extractie - niet alleen omdat er geen giftig afval wordt geproduceerd, maar ook omdat het commercieel haalbaarder is - en hij is al in gesprek met relevante zakenpartners. Als onderdeel van het door de Europese Unie (EU) gefinancierde LIBERATE-project, de methode, die tot nu toe alleen in het laboratorium is gebruikt, wordt binnenkort op industriële schaal getest. Hiervoor wordt momenteel een proeffabriek gebouwd bij het Noorse onderzoeksinstituut SINTEF, waarmee JGU samenwerkt. In aanvulling, Waldvogel wil onderzoeken of de nieuwe methode verder verbeterd kan worden door vanilline niet alleen uit pure lignine te maken, maar maar rechtstreeks van de zogenaamde zwarte drank, een bijproduct van de houtverwerking in pulpfabrieken die ook lignine bevatten.