Innovationsraum: BioBall – GreenProScale – Prozessintegration und Scale-Up einer Grünschnitt-Bioraffinerie unter Berücksichtigung der Robustheit des Systems (Teilprojekt C) - Umsetzungsphase

Abstract

Die zentrale Aufgabenstellung des Projektvorhabens lag darin, eine nachhaltige Entwicklung und Erschließung von innovativen biotechnologischen, robusten Verfahren zur effizienten Nutzung schwach verholzter Biomasse zu etablieren. Als zu verwertender Stoffstrom wurde Grünschnitt ausgewählt. Im Fokus stehen dabei die Kultivierungen von Cupriavidus necator, Clostridien und Ustilago maydis in robusten und skalierbaren Verfahren für die Produktion von Humulen, Buttersäure und Itaconsäure sowie die Gewinnung von Enzymen, welche jeweils in einem Technikumsmaßstab etabliert werden sollen. Hierbei wurde besonders die Robustheit der Bioprozesse (Fähigkeit, Schwankungen der Ausgangsmaterialien und Prozessänderungen zu tolerieren) untersucht. Um die gesetzten Ziele dieses Projektvorhabens zu erreichen, wurden die folgenden Forschungsarbeiten in den einzelnen Arbeitspaketen mit den entsprechenden Unterpunkten geplant: • AP1: Scale-Up der Presssaftherstellung und Stabilisierung • AP2: Festlegung der Scale-Up-Parameter für die Kultivierungen • AP3: Scale-Up der Kultivierungen in Technikumsmaßstab • AP4: Untersuchung der Einflussfaktoren auf die Robustheit in parallelisierten Reaktionssystemen • AP5: Untersuchung der Robustheit im Technikumsmaßstab • AP6: Enzymgewinnung und Immobilisierung • AP7: Praxistestung der Enzyme • AP8: Aufstellen eines Prozessmodells In den jeweiligen Forschungsarbeiten konnten folgende Ziele erreicht werden: • Optimiertes, skalierbares Verfahren zur Graspresssaftherstellung • Herstellung immobilisierter Enzyme • Kultivierung der Modellorganismen auf Graspresssaft im Technikumsmaßstab • Praxistestung von Enzympräparaten und Graspresssaft zur Abwasserreinigung