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Paola Ferrini

• A catalytic upstream biorefining process is presented, to convert lignocellulosic biomass into highly depolymerized lignin oils and carbohydrate pulps susceptible to enzymatic hydrolysis. Raney Ni is employed as a catalyst for hydrogenation and hydrogenolysis during biomass fractionation. The reduction reactions are carried out \(\it via\) H-transfer, employing 2-propanol as both H-donor and pulping (co)solvent. After fractionation and solvent evaporation, the lignin fraction is composed of monomers and low \(\textit {M\(_{w}\)}\) oligomers, and can be easily upgraded to a mixture of cyclic alcohols and alkanes through further H-transfer reaction. The carbohydrate fraction (pulp) is highly delignified and can be subjected to enzymatic hydrolysis, affording high yields of glucose. The process is applicable to all investigated lignocellulosic biomass feedstocks. Finally, the catalyst can be recycled at least seven times whilst sustaining the activity for hydrogenation and hydrogenolysis of the lignin fragments.
• Ein katalytischer Fraktionierungsprozess mit dem Ziel der Umwandlung von Lignocellulose in depolymerisierte Ligninöle und durch Enzyme hydrolysierbare Kohlenhydrate wurde entwickelt. Dabei fungiert Raney Ni als Katalysator für H-Transfer-Reaktionen, welche 2-propanol als H-Donor nutzen. Die entstandene Lignin-Fraktion besteht zum Großteil aus Molekülen mit geringem \(\textit{M\(_{w}\)}\), welche anschließend durch H-Transfer-Reaktionen zu einer Mischung aus cyclischen Alkoholen und Alkanen umgewandelt werden kann. Die als Feststoff vorliegenden Kohlenhydrate können durch enzymatische Hydrolyse zu Glukose verarbeitet werden. Dieser Prozess ist auf verschiedene Rohmaterialien anwendbar, wie zum Beispiel Pappelholz, Fichtenholz und Zuckerrohr. Außerdem kann der Katalysator leicht magnetisch abgetrennt und mindestens sieben Mal recycelt werden, wobei die H-Transfer-Aktivität erhalten bleibt.