Levulinezuur

Levulinezuur of 4-oxopentaanzuur is een organische verbinding met de formule CH3C(O) CH2CH2CO2H. Het is geclassificeerd als een ketocarbonzuur. Deze witte kristallijne vaste stof is oplosbaar in water en polaire organische oplosmiddelen. Het is afgeleid van de afbraak van cellulose en is een potentiële voorloper van biobrandstoffen zoals ethyllevulinaat.

De oorspronkelijke synthese van levulinezuur wordt gedaan door hexosen (glucose, fructose) of zetmeel te verhitten in verdund zoutzuur of zwavelzuur. De opbrengst is afhankelijk van de aard van het zuur, zuurconcentratie, temperatuur en druk. Naast mierenzuur worden verder, deels onoplosbare, bijproducten geproduceerd. Deze zijn diep gekleurd en hun volledige verwijdering is een uitdaging voor de meeste technologieën.

Veel concepten voor de commerciële productie van levulinezuur zijn gebaseerd op een sterke zuurtechnologie. De processen worden continu uitgevoerd met lignocellulose als goedkoop uitgangsmateriaal dat is geïmpregneerd met verdund mineraal zuur en overgebracht naar een hogedrukreactor waar het wordt verwarmd met stoom om de reactie levulinezuur te laten vormen. Na afkoelen van het reactiemengsel en affiltreren van de vaste bijproducten wordt het gevormde levulinezuur door extractie van de minerale zuurkatalysator gescheiden zonder neutralisatie van de zure katalysator. Hierdoor kan de zure katalysator worden gerecycled, terwijl het levulinezuur kan worden gezuiverd uit het zuurvrije organische oplosmiddel. Zuiver levulinezuur wordt geïsoleerd door verdamping van het extractie-oplosmiddel en destillatie van het levulinezuur. Bedrijven die technologie hebben ontwikkeld op basis van dit concept zijn onder meer Biofine, DSM, Segetis, en GFBiochemicals. GFBiochemicals is in 2015 begonnen met de commerciële productie van levulinezuur op een productieschaal van 2000 ton / jaar in Caserta, Italië. Caserta is 's werelds grootste operationele productie-installatie voor levulinezuur.