KonBioFerm

Ausgangslage & Projektbeschreibung

Angesichts des Klimawandels muss die Welt das fossile Zeitalter mit Öl, Gas und Kohle so schnell wie möglich beenden. Neben der Energieerzeugung ist es ebenso notwendig, die konventionelle petrobasierte Chemie durch nachhaltige Alternativen zu ersetzen. Biobasierte Plattformchemikalien wie Ethanol können mittels chemisch‑katalytischer Prozesse zu Grundchemikalien wie Ethylen umgewandelt werden, die sich in der bestehenden Infrastruktur der chemischen Industrie weiterverarbeiten lassen.

Ziel von KonBioFerm ist die Entwicklung eines Prozesses zur Produktion von Ethanol mit Pilzen in reststoffbasierten Substraten als Oberflächenkultur auf Vliesen in einem kontinuierlichen Fermentationsverfahren.

Im Mittelpunkt dieses Prozesses steht der Pilz Mucor indicus. Er ist in der Lage, ein breites Spektrum an Zuckern – unter anderem Glukose und Xylose – zu verstoffwechseln und hohe Ethanolmengen mit Ausbeuten zu erzeugen, die denen traditioneller Produzenten wie Saccharomyces cerevisiae vergleichbar sind. Durch dieses breite Substratspektrum können vielfältige Einsatzstoffe genutzt werden, beispielsweise Getreidestroh und andere lignocellulosereiche Reststoffe. Da Mucor indicus als Pilz auf festen Oberflächen wachsen kann, lassen sich anstelle üblicher Batch-Prozesse kontinuierliche Fermentationsverfahren einsetzen. Dadurch kann ein durchgehender Prozess realisiert werden, bei dem die typischen Upstream- und Downstream-Schritte weitgehend entfallen. Gleichzeitig werden die sonst üblichen Anwachsphasen zu Beginn der Fermentation vermieden, was die Standzeiten deutlich reduziert und die Gesamtproduktivität erheblich steigert. Zusätzlich soll eine aktive Online-Produktabtrennung mittels Gasstrippung entwickelt werden, um den Downstream-Prozess vom eigentlichen Produktionsprozess zu entkoppeln. Am Ende des Projekts soll ein Verfahren zur Verfügung stehen, das über lange Zeiträume hinweg ohne Unterbrechungen hohe Ethanolproduktionsraten ermöglicht.