Quo Vadis biogenes Glycerin? - Glaconchemie.de

Informationen und Innovationen der GLACONCHEMIE GmbH
GLACONEWS
Nr.3
Chancen und Möglichkeiten
eines ganz besonders vielseitigen Stoffs
Quo Vadis
biogenes
Glycerin?
JUNI 2012

E D I T O R I A L
Liebe Leserinnen und Leser,
ohne Glycerin wären zahllose industrielle Anwendungen
undenkbar. Der Einsatzbereich von Glycerin
erstreckt sich von der Arzneimittelproduktion über
die Herstellung von Lebensmitteln und Konsumgütern
bis hin zur Zubereitung von Kosmetika. Glycerin
wird von der leder- und textilverarbeitenden Industrie
eingesetzt, es ist in der Metallurgie im Gebrauch,
bei der Herstellung von Klebstoffen, Kunststoffen,
Papier und Verpackungen; es ist Frostschutzmittel,
Schmierstoff und Weichmacher in einem und es
dient der Gewinnung von Epichlorhydrin, Bestandteil
vielseitig eingesetzter Epoxydharze. Glycerin
erfüllt nicht nur technisch hohe Anforderungen, sondern
auch seine Funktionen als Süßungsmittel oder
Arzneistoff. Kurz: Glycerin ist schon ein ganz besonderer
Stoff.
Glycerin ist allerdings nicht gleich Glycerin! Ein
Unterschied besteht zum einem darin, ob es sich
um natürliches oder synthetisches, sprich: aus Erdöl
gewonnenes Glycerin handelt. Bei genauerem Hinsehen
erweist sich die Synthese aus der nur begrenzt
vorhandenen fossilen Ressource heute als wenig
sinnvoll angesichts der Tatsache, dass auch vor der
eigenen Haustür natürliche Rohstoffe in hinreichender
Menge auf nachhaltige Weise angebaut beziehungsweise
produziert werden, die sich bestens
für die Herstellung biogenen Glycerins eignen. Bei
der Produktion von Biodiesel aus Raps(öl) etwa fällt
Substandardglycerin (SSG) an, aus dem die GLA-
CONCHEMIE erstklassiges, hochreiches Pharmaglycerin
gewinnt. Auch der Prozess der Fettspaltung
pflanzlicher Öle dient als beachtenswerte Quelle
hochwertigen Glycerins. Obendrein lassen sich aus
den freigewordenen Fettsäuren eine Fülle von Rohstoffen
für eine Vielzahl neuer Anwendungen gewinnen
– ein weiterer wichtiger Schritt auf dem Weg zur
Schonung begrenzt vorhandener Ressourcen, dem
sich die GLACONCHEMIE mit hoher Priorität im Rahmen
ihrer Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten
widmet.
Apropos: Wir haben in unseren Unternehmensleitlinien
festgeschrieben, zur Herstellung pharmazeutischen
Glycerins ausschließlich rein pflanzliche Produkte
zu verwenden, wobei der Aspekt der Nachhaltigkeit
groß geschrieben wird. Rohglycerine auf Basis
von „Used Cooking Oils“, die ihrer Herkunft nach zwar
2 GLACONEWS
pflanzlich sind, im Verlauf ihrer Verwendung aber
erheblich mit tierischen Fettanteilen angereichert
werden, sind aus Unternehmenssicht ausschließlich
technischen Verwendungen zuzuführen, ebenso
jenes Glycerin, das aus der Spaltung von Tierfetten
stammt. Es darf nicht sein, dass ein Rohstoff, dessen
Qualität und Güte nicht bis ins Kleinste zu überprüfen
ist, auf Kosten von Mensch und Umwelt produziert
wird, wenn gleichermaßen probate ökonomisch und
ökologisch sowie gesundheitsverträgliche Lösungen
existieren. Dass es sie für die Herstellung von Glycerin
gibt und zwar für nahezu alle gängigen Ölpflanzen,
also Raps, Sonnenblume, Soja und Ölpalme,
steht außer Frage. Wie gesagt: Sofern der Aspekt der
Nachhaltigkeit erfüllt ist, sind alle reinen Pflanzenöle
als Rohstoffe der Wahl anzusehen und tierischen
Erzeugnisse vorzuziehen.
Insbesondere dann, wenn Glycerin zur Herstellung
von Medikamenten, Lebensmitteln oder Kosmetika
eingesetzt wird. In diesem Fall ist zum Wohl des
Verbrauchers sicherzustellen, dass Rohstoffquellen
tatsächlich einwandfrei und unbedenklich sind. Dies
lässt sich bei tierischen Erzeugnissen nur begrenzt
feststellen. Unser Pharmaglycerin ist qualitativ hochwertig
und erfüllt höchste Vorgaben – des Europäischen
Arzneibuches (European Pharmacopeia VI),
des US-Arzneibuches (United States Pharmacopeia),
des Food Chemical Codex (FCC), der „NON GMO“-
Standards der Europäischen Union, der HACCP und
der DIN EN ISO 9001. Unser Glycerin ist pflanzlich und
natürlich natürlich! Was sonst?
Viel Vergnügen bei der Lektüre der vorliegenden
GLACONEWS
wünscht Ihnen
Ihr
Dipl.-In. Walter Kanzler,
geschäftsführender
Gesellschafter der
GLACONCHEMIE GmbH
Dipl.-Ing. Walter Kanzler,
geschäftsführender Gesellschafter der GLACONCHEMIE GmbH
GLACONCHEMIE – Erfolg ist keine Frage
des Zufalls. Wir holen das Beste für Sie
aus bio genen Rohstoffen.

Glycerin ist eine bei Raumtemperatur farb- und geruchlose,
viskose und hygroskopische, süßlich schmeckende
Flüssigkeit. Entdeckt wurde Glycerin im Jahr 1779, zu
einer Zeit, als die Chemie sich zu einer ernstzunehmenden
Wissenschaft zu entwickeln begann.
Von Dr. Michael Charwath
Chancen und Möglichkeiten eines ganz besonders vielseitigen Stoffs
Quo Vadis biogenes Glycerin?
ntdeckt wurde Glycerin von Carl Wilhelm Scheele, einem
in Schweden lebenden, deutschstämmigen Apotheker
und Chemiker, der eine Vielzahl chemischer Verbindungen
isolierte und untersuchte, u.a. den Acetaldehyd und die
Harnsäure. Durch seine Forschung trug Scheele dazu bei, die
Zahl der damals bekannten Elemente und Verbindungen
wesentlich zu erweitern: Unabhängig von anderen Wissenschaftlern
entdeckte er die Elemente Sauerstoff und Chlor.
Impressum
Herausgeber:
GLACONCHEMIE GmbH
Beunaer Straße 4
D - 06217 Merseburg
Telefon 0 34 61 - 24 48 - 0
Konstitutionsformel des Glycerins
Verantwortlich für den
redaktionellen Inhalt:
Walter Kanzler
w.kanzler@glaconchemie.de
www.glaconchemie.de
Auf Glycerin stieß Scheele bei der Verseifung
von Olivenöl mit Bleioxid. Allerdings dauerte
es weitere drei Jahrzehnte, genauer gesagt
bis 1813, um zu erkennen, dass natürliche
Fette und Öle Ester des Glycerins sind. Die
Namensgebung wiederum erfolgte im Jahr
1823, wobei das markante Geschmacksempfinden
grundlegend war: Das Wort
Glycerin entstammt dem griechischen „glykerós“
und bedeutet so viel wie süß. 1855
schließlich ermittelte der französische Arzt
und Chemiker Charles Adolphe Wurtz die
Konstitutionsformel des Glycerins.
Dipl.-Ing.
Dr. Michael
Charwath, Leiter
Forschung und
Entwicklung
Gewinnung biogenen Glycerins
Biogenes Glycerin wird aus natürlichen Fetten und Ölen
pflanzlicher Herkunft gewonnen. Im Wesentlichen führen
drei Prozesse zum Ziel:
1. Alkali-Verseifung: liefert Alkalisalze der Fettsäuren
und Glycerin
2. Hochdruck-Fettspaltung: liefert die freien Fettsäuren
und Glycerin
3. Umesterung: liefert Fettsäureester anderer Alkohole
und Glycerin
Die alkalische Verseifung, die mit einem höheren Einsatz an
Chemikalien einhergeht, galt ursprünglich als Verfahren der
Wahl. Alle älteren Verfahren der Fettspaltung bedingen den
Einsatz großer Mengen unterschiedlicher Chemikalien. Die
Gewinnung biogenen Glycerins nach alter Väter Sitte entspricht
folglich nicht den Prinzipien der „Green Chemistry“,
die den Schutz der Umwelt und die Reduktion des Chemikalieneinsatzes
im Fokus hat. Anders die Hochdruck-Fettspaltung
mit Wasser bei 25 bar und 220 °C; sie stellt ein äußerst
effizientes Verfahren dar, das mit einem Minimum an Chemikalien
auskommt.
GLACONEWS 3

REACH for the stars
Seiner nachgewiesenen Unbedenklichkeit
we gen erfüllt biogenes Glycerin die Anforderungen
gemäß EG-Verordnung zur Registration,
Evaluation, Authorisation of Chemicals
(Registrierung, Bewertung und Zulassung von
Chemikalien) uneingeschränkt.
Gemeinsam mit nur wenigen anderen, aus
natürlichen Quellen stammenden Substanzen,
ist Glycerin – solange es tatsächlich aus Naturstoffen
ohne chemische Veränderung gewonnen
wurde – ausgenommen von den Titeln II
(Registrierung von Stoffen), V (nachgeschaltete
Anwender) und VI (Bewertung) gemäß
Artikel 2 (7) b der REACH-V 1907/2006 vom
18.12.2006, da es im Anhang V der Verordnung
explizit aufgeführt wird. Und da der Ausgangsstoff,
die Glycerin-Phase beziehungsweise das
Substandardglycerin, gemäß REACH die Stoffidentität
„Glycerin“ aufweist und auch die bei
der Glycerin-Herstellung anfallenden Nebenprodukt
(Salze der Fettsäuren) einem natürlichen,
nicht-registrierungspflichtigen Rohstoff
entstammen, braucht der Ausgangsstoff nicht
registriert werden. Das REACH-Verfahren ist
somit für den Ausgangsstoff und das fertige
Produkt abgeschlossen.
Anders dagegen das aus nicht-natürlichen
Rohstoffen gewonnene synthetische Glycerin,
für dieses Produkt gilt die Ausnahme nicht; es
ist in der „List of Pre-registered Substances“
der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA),
der zentralen Schaltstelle von REACH, gemäß
Art (4), Stand vom 27.05.2009 mit Registrier-
Deadline 30.11.2010, enthalten. Es findet sich
zudem in der „List of Substances Identified for
Registration in 2010“ der ECHA, deren Registrierung
tatsächlich durchgeführt werden soll.
Schließlich ist Glycerin auch in der Liste der
registrierten Stoffe der ECHA per 24.02.1012
enthalten.
Glycerin-Gewinnung –
von Rückschritt und Fortschritt
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts stieg die Nachfrage
nach Glycerin; die Produktion aus natürlichen Rohstoffen
aber hielt mit dem steigenden Bedarf nicht Schritt. Die
Kompensation erfolgte durch die Herstellung synthetischen
Glycerins aus Erdöl-basiertem Propen.
Eine wesentliche Veränderung zurück zur biogenen Basis
ergab sich zu Beginn der 1990er-Jahre im Zuge der Forderung,
Biotreibstoffe herzustellen. Heute stellt die Umesterung
mit Methanol in der Biodiesel-Technologie mit ihren weltweit
hohen Kapazitäten die wichtigste Quelle für Glycerin dar.
4 GLACONEWS
Künftig aber, so viel scheint sicher, wird vor allem die öl- und
fetterzeugende Industrie den Rohstoff liefern, aus dem biogenes
Glycerin im großen Stil erzeugt werden wird.
Die Profession der GLACONCHEMIE
Die GLACONCHEMIE betreibt ihre Glycerin-Produktion auf
der Basis der ausgefeilten KVT-Technologie (Kanzler Verfahrenstechnik
GmbH). Als Rohstoff dient unter anderem das
bei der Biodieselproduktion anfallende Substandardglycerin.
Mit äußerst sparsamem Chemikalieneinsatz und, im Übrigen,
nur mit physikalischen Trennmethoden wird der Rohstoff in
seine chemischen Bestandteile zerlegt, wobei neben hochreinem
Glycerin von pharmazeutischer Qualität (GLYCAMED)
verkaufsfähiges Methanol sowie Salze für die Düngemittelindustrie
gewonnen werden.
In Detail gewinnt die GLACONCHEMIE folgende Produkte
am Stammsitz des Unternehmens in Merseburg, Deutschland:
• Reinglycerin in Pharmaqualität
• Methanol zum Recycling in der Biodieselfabrikation
• Fettsäuren als begehrter technischer Rohstoff,
teilweise wieder in der Biodieselherstellung
• Kaliumsulfat in Düngemittelqualität
Der von der GLACONCHEMIE praktizierte Prozess erfüllt die
Forderungen der „Green Chemistry“ in hohem Maße: Von der
Verwendung eines nachwachsenden, biogenen Rohstoffs als
Nebenprodukt eines anderen Prozesses über höchst schonende,
Chemikalieneinsatz minimierende Prozessführung
bis zur nahezu vollständigen Gewinnung und Verwertung
der Bestandteile des Rohstoffes.
Biogenes Glycerin – natürlich natürlich!
Biogenes Glycerin selbst erfüllt in einzigartiger Weise die Kriterien
der „Green Chemistry“, welche die Grundprinzipien für
Sicherheit und Nachhaltigkeit einschließt. Die Erfüllung der
wichtigsten, von P. Anastas 1 formulierten zwölf Forderungen
läßt sich wie folgt zusammenfassen:
• Biogenes Glycerin basiert auf nachwachsenden
Rohstoffen und erfüllt damit den Anspruch
biogenen Ursprungs.
• Die Verwendung eines Nebenproduktes eines
anderen Prozesses, etwa der der Biodiesel-Produktion
oder der Fettsäuregewinnung, spart Primärrohstoffe.
• Die Vermeidung von – oftmals gefährlichen –
Zwischenstufen reduziert den Rohstoff- und
Energieeinsatz und führt zu einer bedeutend
geringeren Umweltbelastung.
• Die im Verlauf des Herstellungsprozesses erzeugten
hochwertigen Rohstoffe dienen zum Ersatz von
Produkten aus nicht erneuerbarer, fossiler Quelle.
• Das Produkt ist unschädlich für Mensch und Umwelt
und
• es ist sicher bei Herstellung und Gebrauch.
Am Rande bemerkt: Für die Gültigkeit und Einhaltung dieser
Kriterien wird die Verwendung von Rohglycerin aus 100 %
natürlicher Quelle von GLACONCHEMIE garantiert.

Seine überzeugenden Eigenschaften und seiner vielfältigen
chemischen Reaktionsmöglichkeiten lassen biogenes
Glycerin zum „Stammvater“ einer ganzen Generation „grüner“
Substanzen werden: Während die Welt noch spekuliert 2 und
überlegt 3 , hat die GLACONCHEMIE bereits einen Weg eingeschlagen,
der zur Herstellung industriell vielseitig einsetzbarer
„Green Solvents“ führt – unter Einsatz seines eigenerzeugten
biogenen Glycerins. Beispiel sind die Lösungsmittel Isopropylidenglycerin
(GLYCASOL), Glycerinformal (GLYCAMAL)
und Glycerincarbonat (GLACANAT).
Sicherheit für Mensch und Umwelt
Da Glycerin schon sehr lange in den verschiedensten Anwendungen
und Produkten eingesetzt wird, die unmittelbar mit
dem Menschen in Kontakt kommen,
• oral (pharmazeutische Zubereitungen, Lebensmittel),
• dermal (Kosmetika, Pharmazeutika),
• inhalativ (Tabakrauch),
liegen auch sehr lange praktische Erfahrungen vor. Allein
aus dieser sozusagen historischen Tatsache heraus, ließe sich
der Schluss einer sehr guten Verträglichkeit für Mensch und
Umwelt ziehen. Erfahrungen aus der Praxis besitzen jedoch
für die heute übliche und gültige Zulassungs- und Gesetzgebungsordnung
keine hinreichende Nachweiskraft. Folglich
sind auch für natürliches Glycerin umfangreiche Untersuchungen
sowie die Publikation der geleisteten Arbeit in
Zulassungsdossiers vonnöten.
Eine ausgezeichnete Quelle stellt der „OECD SIDS Initial
Assessment Report“ (SIAR) für Glycerin dar. Dieser Quelle
kann folgende Zusammenfassung entnommen werden.
Menschliche Gesundheit
Glycerin ist von geringer Toxizität bei Einnahme, Inhalation
oder Hautkontakt und ist auch frei von strukturellen Warnhinweisen
(structural alerts), die Bedenken in Richtung
Mutagenität aufkommen lassen könnten. Für Glycerin wird
daher kein gentoxisches Potential angenommen. Es besteht
keinerlei Grundlage für Bedenken bezüglich Carcinogenität.
Ebenso wurde keine teratogene Wirkung festgestellt.
Umwelt
Glycerin ist von nur geringer Toxizität auf Wasserorganismen
(Fische, Daphnien, Algen). Es ergibt sich eine PNEC (practical
no effect concentration) von 780 mg/L. Es besten keinerlei Hinweise
auf Einflüsse im Sediment- oder terrestrischen Bereich,
da die Verteilung in Boden und Sedimente basierend auf dem
sehr niedrigen log P OW von – 1,76 sehr gering ist. Es existiert
somit nur ein äußerst geringes Potential für Bodensorption
und keine Bioakkumulation.
Die berechnete Halbwertszeit gegenüber Photooxidation
beträgt etwa sieben Stunden. Glycerin ist unter anaeroben
Bedingungen sehr leicht biologisch abbaubar: 94 % in 24 Stunden
in Wasser. (Der zitierte SIAR gibt dem interessierten Leser
sehr genaue Angaben und eine Fülle von Literaturzitaten.)
Sicherheitstechnik
Die sicherheitstechnischen Eigenschaften in Herstellung
und Gebrauch basieren vor allem auf dem extrem niedrigen
Dampfdruck und der ausgezeichneten Verträglichkeit
für Mensch und Umwelt. Bei Normaltemperatur reicht der
Dampfdruck nicht aus, um explosionsfähige Gemische mit
Luft zu bilden. Obwohl als organische Substanz brennbar, ist
Glycerin mit einem Flammpunkt von 177 °C nur sehr schwer
entflammbar. Es zeigt auch keine anderen gefährlichen
Eigenschaften und ist daher nicht kennzeichnungspflichtig
gemäß der CLP-Verordnung (EG 1272/2008), mit der das GHS
Globally Harmonized System of Classifation in der EU eingeführt
wurde. Glycerin lässt sich unter den Chemikalien mit
Fug und Recht als „sympathischer Zeitgenosse“ bezeichnen.
Übersicht der physikalischen Eigenschaften
biogenen und synthetischen Glycerins
Glycerin ist eine hochviskose Flüssigkeit von süßlichem
Geschmack. Mit einer Dichte von 1,26 g/cm³ ist Glycerin
schwerer als Wasser, mit dem es vollkommen mischbar ist.
Für viele Anwendungen wird sein extrem hoher Siedepunkt
beziehungsweise extrem niedrige Verdunstungsrate ausgenützt.
Der angegebene Siedepunkt von 290 °C unter Normaldruck
ist nur von hypothetischer Natur, da erste Zersetzungen
bereits früher beginnen. Zur Destillation muss bei stark
reduziertem Druck von 1 bis 2 mbar gearbeitet werden; in
diesem Fall liegt der Siedepunkt bei 120 bis 132 °C.
Die Schmelztemperatur liegt bei 17 bis 18 °C, allerdings
zeigt Glycerin eine starke Tendenz zur Unterkühlung. Der
Gefrierpunkt der Mischung lässt sich weit unter 0 °C senken,
wird Glycerin mit Wasser gemischt. Den tiefsten Gefrierpunkt
von – 46,5 °C erreicht eine Mischung, die zu zwei Dritteln aus
Glycerin und zu einem Drittel aus Wasser besteht. Der pH-Wert
einer zehnprozentigen Glycerin-Wasser-Lösung ist mit etwa
7,0 neutral.
Industrielle
Flüssigkeiten ;
10
Kunstharze ; 20
Chemierohstoff ;
15
Andere ; 10
Cellulosefolien ;
10
Grobe Zusammenstellung der Aufteilung auf die wichtigsten
Anwendungsgebiete – gültig für 2002 4.
Pharmazie ; 10
Kosmetik ; 20
Lebensmittel ;
10
Tabak ; 10
GLACONEWS 5

Glycerin
Synonyme 1,2,3-Propantriol
CAS 56-81-5
Strukturformel
Summenformel C3H8O3 Molekulargewicht 92,09
Dichte 20/20 °C 1,264
Siedepunkt
760 mm Hg °C 290
50 mm Hg °C 202
10 mm Hg °C 166
0,1 mm Hg °C 91
Dampfdruck 20 °C mbar (hPa) 0,0001
Schmelztemperatur °C 17
dynamische Viskosität η / °C mPa.s 945/25°C
Oberflächenspannung 20 °C dyn/cm 63,4/20°C
Brechungsindex n 20
D - - 1,474
Dielektrizitätskonstante ε 25 °C - - 47
Dipolmoment m 25 °C D 2,56
Spez. Wärme 20 °C (liquid) kcal/kg.K 0,57
Verdampfungsenthalpie kcal/kg 158,2
Verbrennungsenthalpie (liquid) kcal/kg -4291
Standardbildungsenthalpie
(liquid)
kcal/kg -1736,83
Löslichkeit in Wasser Gew. % vollst.
pH-Wert 20 °C (10 Gew %) - - ca. 7,0
pKa - - 14,15
Flammpunkt (PMCC) °C 177
Zündtemperatur °C 429
Explosionsgrenzen Vol % n.a.
Verdunstungszahl (Ether=1) n.a.
Verteilungskoeffizient
n-Oktanol/Wasser
log P (o/w) -1,76
Gefahrensymbole - - -
R-Sätze - - -
WGK 1
LD 50 oral (Ratte) mg/kg 27200
LD 50 dermal (Kaninchen) mg/kg > 18700
Die physikalischen Eigenschaften Glycerins
Ein weites Feld an Möglichkeiten
Glycerin erweist sich als ausgezeichnetes, vielseitig einsetzbares
Lösungsmittel, insbesondere für Geschmack- und
Geruchsstoffe in Lebensmitteln und für Wirkstoffe in Kosmetika
und Pharmazeutika. Darüber hinaus wirkt es als hervorragender
Weichmacher und Plastifizierer. Seine starke
Wasser anziehende Wirkung hat seine Karriere als Feuchthaltemittel
gefördert.
8 GLACONEWS
Glycerins physikalische Eigenschaften
Die physikalischen Eigenschaften – unabhängig ob biogen
oder synthetisch – sind in der Tabelle links aufgelistet. Das
makroskopische Eigenschaftsbild baut auf drei Grundeigenschaften
auf:
• Hygroskopizität
• niedriger Dampfdruck (hoher Siedepunkt)
• hohe Viskosität
Im Jahr 2002 wurden weltweit rund 500.000 Tonnen Glycerin
produziert. In der Zwischenzeit ist diese Produktionsmenge
auf etwa 2 Mio. Tonnen angewachsen; damit einher geht die
Tatsache, dass sich auch Menge und Gewichtung des Einsatzes
von Glycerin geändert haben dürften. Allerdings ist
davon auszugehen, dass der größte Teil dieser zusätzlichen
Mengen in die thermische Verwertung geht. Ein weiteres
großes Einsatzgebiet für Glycerin dürfte in der Gewinnung
von Methanol liegen – eine besonders kluge Entwicklung
im Sinne der Green Chemistry, weil auf diesem Weg die Herstellung
von Biodiesel zu 100 Prozent aus nachwachsendem
Rohstoff erfolgt.
In der Pharmazie dient Glycerin in vielfacher Anwendung
als Lösungsmittel, als Vehikel für den Wirkstofftransport
sowie als Feuchthaltemittel in textilen Wundverbänden, um
sie weich zu halten und zu verhindern, dass diese mit der
Wunde verkleben. Der Einsatz erfolgt hauptsächlich in der
Dermatologie und Augenbehandlung. Glycerin dient darüber
hinaus als Fermentationsmedium in der Penicillinherstellung.
Kosmetika stellen das wohl älteste Anwendungsgebiet
für den Einsatz von Glycerin dar. Grund ist das unvergleichliche
Eigenschaftsprofil der Verbindung. Es dient als:
• Feuchteregulierungsmittel
• Weichmacher
• Lösungsmittel und Vehikel für Wirkstoffe
• Mittel zur Viskositätsbeeinflussung
• Suspendierung unlöslicher Anteile
• sehr guter Schmier- und Gleitwirkstoff
• Gefrierschutzmittel bei Winteranwendungen
Entsprechende Rezepturen können zwischen ein und 75 Prozent
Glycerin enthalten. Hier einige Beispiele:
Hauttönungslotionen 15 %
Lotionen für trockene Haut 10 %
Rasierseifen 2 %
Deodorants 20 %
Enthaarungspasten 10 %
Augenreinigung 3 %
Gesichtscremes 5 -10 %
Flüssigpuder 5 - 8 %
Zahnpasten 40 %

Künftige Möglichkeiten der Glycerin-Verwendung
OH
OH
Glycerin
OH
Oxidation
red. CO-Spaltung
Dehydratisierung
Hydrochlorierung
Polykondensation
Acetalisierung
Ketalisierung
Carboxylierung
Veresterung
Veretherung
Pyrolyse
OH
O
OHOH
OH OH
Dihydroxyaceton Glycerinaldehyd Tartronsäure
OH
OH
OH
O
Glycerinsäure
1,3-Propandiol
O
OH
Hydroxyaceton
OH
OH
OH
OH
Cl
OH
OH
O
O
OH
O
Hydroxybrenztraubensäure
OH
1,2-Propandiol
Acrolein
Cl
O
OH
OH
3-Chlor-1,2-Propandiol 1,3-Dichlor-2-Propanol
R
O
OH
O
H
n
Poly-Glycerin-1-Monoether
O O
OH
Glycerinformal
O O
OH
Glycerincarbonat
OH
O
OH
O
O
Glycerin-1-Monoester
OH
R
Cl
O O
O
OH
OH
O
OH
O
Mesoxalsäure
O
O
O
Glycerin-1,3-Diester
O
OH
O O
O
Glycerin-Monoether
Ungeahnte Möglichkeiten: Vielfältige chemische Umsetzung von Glycerin.
OH
O
R
OH
O
R
OH
OH O
OHOH
OH
OH
Ethylenglycol
O
Cl
Epichlorhydrin
O O
OH OH
Isopropylidenglycerin
O
OH
Glycerin-2-Monoester
OH
O
Glycerin-Diether
O
O
OH
OH
OH
OH
O
Glycolsäure
O
O
Oxalsäure
O
O
OH
O
Glycerin-1,2-Diester
C H n 2n+2 C Hn 2n ROH CO + H 2
Alkane Ole�ne Alkohole Synthesegas
O
R
O
O
Glycidol
OH
O
Glycerin-Triether
O
R
OO
R
OH
O
Ameisensäure
GLACONEWS 9

Textilien
Anwendungsbereiche von Glycerin
Kunststoffe
Arzneimittel
Leder
Verpackungen
Klebstoffe
Lebensmittel
In Cremes verstärkt Glycerin die Emulgatoren in O/W-Emulsionen
und stabilisiert die Creme; seine weichmachende
Eigenschaft kommt in After-Shave-Lotionen, Shampoos und
Fußpflegemitteln zur Anwendung.
In Lebensmitteln werden konzentrierte Geschmacksextrakte
in Form von Glycerin-Lösungen eingesetzt; Ethanol
als Trägermedium wurde durch Glycerin nahezu vollständig
verdrängt. Glycerin ist ein gutes Lösungsmittel für Lebensmittelfarben,
in Süßigkeiten und getrockneten Früchten dient es
als Feuchthaltemittel. Beim Schockgefrieren wiederum verhindert
es die Eisbildung im Gewebe und damit seine Zerstörung
infolge des sonst einsetzenden Kristallwachstums.
Glycerin ist ein natürliches Beiprodukt der alkoholischen
Gärung und als solches in Wein und Bier zu etwa zehn Prozent
bezogen auf den Alkoholgehalt im Getränk enthalten. Des
Weiteren wird Glycerin in Basis-Extrakten von Soft-Drinks eingesetzt
sowie als Vehikel für den Transport von Geschmackskomponenten
in Sirup. Bei der Herstellung von Tee-Extrakten
hält Glycerin die Lösung über lange Lagerzeiten klar.
In Tabak, einer der ältesten Anwendungen, verhindert
Glycerin das Austrocknen und Brechen des Tabaks, zudem
dient es der Einbringung von Geschmacks- und Geruchstoffen.
Zwischen zwei und vier Prozent Glycerin sind in Zigaretten
enthalten.
Im engen Zusammenhang mit der Lebensmittelindustrie
steht auch die Anwendung als Plastifizierer in Cellulosefolien,
denen es in Mengen von zehn bis 25 Prozent zugesetzt
wird; es erhöht die Elastizität und Haltbarkeit und verhindert
die Schrumpfung der Folie. Glycerin behält auch bei geringer
relativer Feuchte seinen Effekt. Auch andere Hilfsmittel für die
Cellophan-Produktion werden mit Glycerin als Lösungsmittel
formuliert (Anti-Kleb-Formulierungen, Flammfestmachung).
Da es essbar und ungiftig ist, gilt Glycerin als bevorzugter
Plastifizierer in Lebensmittelverpackungen.
In der Papierfabrikation dient Glycerin ebenfalls als
Plastifizierer, um z. B. am Kalander kein zu hartes Blatt zu ergeben.
Andere Produkte mit Glycerin sind z. B. Sanitärpapiere,
bei denen es insbesondere auf Weichheit und einen angenehmen
Griff ankommt.
10 GLACONEWS
Verbundwerkstoffe
Papier
Chemie
Farben und Lacke
Kosmetika
In der Chemie führt die Nitrierung von Glycerin zu Nitroglycerin,
das in Form verschiedener Dynamit-Typen weltweit
der wohl am meisten eingesetzte Sprengstoff überhaupt ist.
Eine weitere Umsetzung ist die neuartige, gezielte Veresterung
mit Fettsäuren zu Glycerinmonoestern, die als vielfältige
Emulgatoren in Pharamzie, Kosmetik oder Lebensmittelindustrie
dienen. Desgleichen führt auch die Veretherung mit
Fettalkoholen zu ähnlichen Emulgatoren.
Kunstharze: In dieser Sparte wird der wohl größte
Glycerin anteil als Rohstoff eingesetzt. Es wird in Polyesterketten
als Verzweigungsstellen eingebaut, die dann mit
ungesättigten Fettsäuren verestert werden (ölmodifizierte
Polyester, ungesättigte Polyester). Auf diese Weise entstehen
im Makromolekül reaktive Zentren, die mit geeigneten
Partnern in einem Härtungsmechanismus ausreagieren. Sie
finden einerseits als Alkydharze verschiedensten Einsatz in
Lacken, Klebstoffen und anderen anwendungstechnischen
Additiven, andererseits als ungesättigte Polyester in Kombination
mit Styrol weit verbreiteten Einsatz als strukturelle
Duroplaste (glasfaserverstärkte Kunststoffe). Auch in Polyurethanen
wird Glycerin als Polyol-Komponente eingesetzt.
Ein wesentliches Glycerin-Folgeprodukt, das in der
Kunstharzchemie eingesetzt wird, ist Epichlorhydrin. Bevor
bio genes Glycerin durch die Biodieselproduktion in großen
Mengen zur Verfügung stand, war Epichlorhydrin ein direktes
Produkt in der Fabrikationskette Propen-Allylchlorid-
Epichlorhydrin-Glycerin. Heute geht der Weg in umgekehrter
Richtung vom fertigen Glycerin zu Epichlorhydrin, das in
großem Stil in der Herstellung von Epoxidharzen ein ge setzt
wird.
Auf dem Gebiet der industriellen Flüssigkeiten liegt
ein weiteres großes Anwendungsfeld, einerseits auf Grund
seiner den Gefrierpunkt senkenden Wirkung, die Glycerin
als Additiv von Frostschutzmitteln, Kühlflüssigkeiten und
Enteisungsmitteln interessant macht. Zum anderen findet
es Anwendung in hydraulischen Flüssigkeiten, zum Beispiel
Bremsflüssigkeiten.
In Schmiermitteln schließlich lässt die große Amplitude
zwischen Gefrier- und Siedepunkt einen großen Arbeits-

ereich zu. Besonderer Vorteil besteht für den Einsatz in
Apparaten der Lebensmittelindustrie. Glycerin-enthaltende
Schmiermittel erweisen sich als beständig gegen Kohlenwasserstoffe,
andererseits eignen sie sich besonders für die
Schmierung von Gummiteilen, die gegen Mineralöle empfindlich
sind.
In der Lederindustrie ist Glycerin ein äußerst wichtiger
Hilfsstoff, von der ersten Behandlung der „Green Hides“ über
die Vorgerbung und Gerberei-Lösungen, Fett-Flüssigkeits-
Präparationen, Kalken und Enthaarungsverbindungen,
Färberei, Fleckenpräparation und Finish. Es dient als gutes
Lösungsmittel für Farbstoffe und garantiert ein hohes Penetrationsvermögen.
In der Hauptsache dient Glycerin jedoch
zum Weichmachen und Feuchthalten des Leders und damit
zur Erhaltung von dessen Elastizität. Im Zuge der Herstellung
der Gerbereilösung erfolgt mit Glycerin die Umsetzung von
Natriumbichromat zu basischem Chromsulfat. Im Finishing
schließlich sorgt Glycerin für die gewünschten haptischen
Eigenschaften, das typische Leder-Gefühl.
In der Metallverarbeitung wird Glycerin vor allem in
Bädern für das Elektropolieren, etwa von Edelstahl, bzw.
ganz allgemein beim anodischen Polieren eingesetzt. Bei
anodischen Oxidationen verhindert Glycerin die Gasbildung.
Eine wichtige Rolle spielt es in Lötflussmitteln, in denen es
als oberflächenaktives Additiv für die korrekte Benetzung der
Fügeteile sorgt.
In der Keramikindustrie dient Glycerin in Formulierungen
zur längeren Bindung von Wasser; Unterglasurfarben
bleiben länger offen. In der technischen Keramik wirkt es als
Ziehhilfe und Schmiermittel. In der Glasindustrie wird es den
Ätzbädern für Fluoride wegen des Körpers, Lösevermögens
und der Viskosität zugesetzt.
In Hilfsprodukten der Landwirtschaft wird Glycerin
wegen seiner guten Eigenschaften als Lösungsmittel als
Mittel zur Suspendierung, zur Verbesserung der Penetrierfähigkeit,
zur Weichmachung und Feuchtehaltung sowie
als Gefrierschutz genutzt. Es findet sich in Pflegemitteln für
Pflanzen und Tiere, in Insektiziden und Veterinärprodukten.
Emulsionen gegen das Gefrieren von Ästen und Zweigen
und Pflanzenschutzmittel enthalten Glycerin. Bei Insektiziden
wird die Fixierung verbessert und der Verbrauch verringert.
In tierischen Leimen agiert Glycerin als Plastifizierer und
Feuchtehaltemittel. Weite Anwendung erfolgt in Dextrin-Klebern
(Flaschen-Etikettierung, Briefkuverts, Buchbinderei), die
aber zunehmend von synthetischen Materialien verdrängt
werden.
In der Druckereitechnik stellt Glycerin ein wichtiges
Basismaterial für Druckerschwärze und Kopiertinte in den
verschiedenen Druckverfahren. Es dient als Lösungsmittel
und Feuchteregulator.
Die Textilindustrie nutzt die Viskosität und Hygroskopitizät
des Glycerins zur Schmierung, Schlichte und Weichmachung
von Garn und Gewebe. Es verhindert die Austrocknung
des Materials, das Kleben von Natur- und Kunstfasern.
Glycerin ist auch Basis für das Aufbringen von Finishes zu
Wasserabweisung oder Flammschutz.
Gute Aussichten für Glycerin & Co.
Auf Grund der durch die weltweite Biodieselerzeugung stark
angestiegenen Produktionszahlen von derzeit etwa 2 Mio.
Tonnen bei einem für die oben stehenden Anwendungen
derzeitigen Weltbedarf von 1 Mio. bis 1.1 Mio. Tonnen bestehen
umfangreiche Überlegungen zur stofflichen Verwer-
tung dieses wertvollen C3-Rohstoffes. Viele Autorengruppen
beschäftigen sich derzeit zumindest theoretisch mit dem
Thema des Einsatzes von Glycerin und kommen dabei jeweils
zu sehr ähnlichen Vorschlägen 2,3,5 . Am Rande bemerkt: Glycerin
ist nicht nur Thema wissenschaftlicher oder technischer
Fachdiskurse. Auch die Tagespresse hat über die Biotreibstoff-
Diskussion ihren Gefallen daran gefunden 6 .
Das bietet Ihnen die GLACONCHEMIE
Die GLACONCHEMIE produziert biogenes Glycerin ausschließlich
aus pflanzlichen Rohstoffen in drei Qualitätsstufen.
Namentlich sind das:
GLYCAMED® 99,7 %
GLYCAMED® 86,5 %
GLYCATEC® 99,5 %
GLYCAMED® ist hochreines Glycerin in pharmazeutischer
Qualität und entspricht den Pharmacopoen EP (European
Pharmacopoeia) und USP (United States Pharmacopoeia)
und dem FCC (Food Chemicals Codex). Die Lieferform
in 86,5 % Konzentration dient kosmetischen und Spezialan
wendungen. Da das Glycerin auf rein pflanzlicher Basis
beruht, kann auch als KOSHER oder HALAL zertifizierte Ware
geliefert werden. GLYCATEC® ist ebenfalls ein hochreines
Glycerin und für alle technischen Anwendungen in hohem
Maß geeignet.
Ausblick und Perspektiven
Natürlich steht biogenes Glycerin nicht allein auf der Liste
grüner Chemikalien. Aber die unglaubliche Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten
wird in dieser Form kaum von anderen
Produkten erreicht. Daraus ist erkennbar, welch wichtige
Rolle biogenes Glycerin für die Green Chemistry spielen kann,
indem es jedes Produkt, in dem es als Rohstoff oder Formulierungsbestandteil
zur Anwendung kommt, der Erfüllung
der Forderungen der Green Chemistry näherbringt. Mögen
diese Produkte hierdurch auch nicht sofort zu 100 Prozent
Grün sein – dem Gedanken der Grünen Chemie sowie ihrer
Verbreitung wird im großen Stil Vorschub geleistet. Quellen
zu Gewinnung biogenen Glycerins liegen in der Biodiesel-
Herstellung, sie finden sich aber auch dort, wo Öle und Fette
hergestellt und verarbeitet werden.
Literatur
1. P. T. Anastas, J. C. Warner: Green Chemistry: Theory and
Practice; Oxford University Press, N.Y. 1998
2. M. Pgliaro, M.Rossi; The Future of Glycerol: New Uses of a
Versatile Raw Material; Royal Society of Chemistry, Green
Chemistry Book Series
3. A. Behr, J.Eilting, K.Trawadi, J.Leschinski, F.Lindner; Improved
Utilisation of Renewable Ressources: New Important
Derivatives of Glycerol. Green Chemistry 2008, 10 (1) 13-30
4. OECD/SIDS-Initial Assessment Report for SIAM 14, Paris
26-28 March 2002 „Glycerol“ (UNEP Publications) ref. in
www.inchem.org/documents/sids/sids/56815.pdf
5. M. Pagliaro, R. Ciriminna, H. Kimura, M. Rossi, C. Della Pina;
Von Glycerin zu höherwertigen Produkten; Angew. Chem.
2007, 119, 4516-4522
6. Lösungen für das Glycerinproblem, Berliner Zeitung
27.11.2007
GLACONEWS 11

Grüne Chemie
der Weg dorthin.
LACONCHEMIE gewinnt aus nachhaltigen
Rohstoffen bio genes Glycerin sowie Glycerin deriviate
für die Pharma-, Kosmetik-, Lebens mittel- und
chemische Industrie. Unser Knowhow der Grünen
Chemie hilft, wertvolle Rohstoffe effizienter zu nutzen
und ein zusetzen, Kosten zu senken sowie Mensch,
Natur und Umwelt zu entlasten.
Nachhaltigkeit ist das Ziel.