Nachhaltige Herstellung organischer Säuren

Dem europäischen Verbundprojekt "Neuartige BIOraffinerie-Plattformtechnologie für modell-getriebene Produktion von CHEMikalien aus minderwertiger Biomasse" (BIOCHEM) an der Technischen Universität Hamburg (TUHH) ist es gelungen organische Säuren nachhaltig zu produzieren.

Daran beteiligt sind Forscher des Instituts für Bioprozess- und Biosystemtechnik (IBB) der TUHH unter der Federführung von Prof. An-Ping Zeng sowie das VTT Technical Research Centre of Finland und die Universität Santiago de Compostela (USC) als Projektpartner.

Das Ziel des Projekts ist es eine Produktionsplattform für die Herstellung von organischen Säuren bereitzustellen, die beispielsweise als natürlicher Pflanzenschutz oder natürliche Konservierungsstoffe genutzt werden können. Dabei konnte eine Vielzahl dieser Säuren aus verschiedensten Abfallstoffen, zum Beispiel aus der Holz- und Lebensmittelindustrie, gewonnen werden.

So konnte gezeigt werden, dass Propionsäure und Essigsäure aus Abfallstoffen der Holzindustrie effektiv generiert werden können. Um die Wirtschaftlichkeit dieser Prozesse zu erhöhen, wurde zudem eine modifizierte Elektrodialyse verwendet, die in regelmäßigen Intervallen Produkte entfernt, die den Herstellungsprozess verzögern könnten.

In gemeinsamer Forschungsarbeit zwischen der TUHH, dem VTT und der USC wurden das Anwendungsmodell und die Ergebnisse der Experimente mathematisch modelliert, sodass eine digitale Plattform entwickelt werden konnte. Damit war es möglich, die realen Prozesse zu simulieren und so somit vorsorglich zu bestimmen, welche organischen Säuren in welcher Konzentration und Zusammensetzung produziert werden sollen.

Die praktische Demonstration der Produktion erfolgte im Pilotmaßstab mit Unterstützung der Projektpartner am IBB in Hamburg, wobei Zucker aus Blumenkohlblättern genutzt wurde, um mithilfe von Mikroorganismen, Buttersäure und langkettige organische Säuren herzustellen. Über das nachhaltige Ergebnis des Projekts zeigt sich TUHH-Professor Zeng erfreut: "Durch das Einbringen der jeweiligen Expertise, der konstruktiven Zusammenarbeit und der regelmäßigen Kommunikation der Projektpartner konnte erfolgreich gezeigt werden, dass Bioraffineriekonzepte die Chance haben, die klassische Petrochemie zu ersetzen und die Chemikalienproduktion umweltverträglich gestaltet werden kann."

Quelle: Technische Universität Hamburg