BASF SE - Abt. GKT
Carl-Bosch-Str. 38
67063 Ludwigshafen am Rhein

22000505

01.09.2005

Im Verbundvorhabven BioPro wurden Arbeiten in folgenden 3 Teilbereichen durchgeführt: Fermentation von PHB, Bestimmung von Materialeigenschaften von PHB/Ecoflex-Basis-Blends sowie deren Compounds und Nachhaltigkeitsbewertung. Für die Fermentation von PHB wurden geeignete Mikroorganismen an die Verwendung von Rohglycerin als Substrat adaptiert und die Verfahrensbedingungen hierfür optimiert. Neben der Fermentation von reinem PHB wurde auch die Fermentation von Copolymeren (P(3HB/3HV) bzw. P(3HB/4HB)) mit den Monomeren aus 3-Hydroxybuttersäure (3HB) und 3-Hydoxyvaleriansäue (3HV) durchgeführt. Nach 18-24 h Produktsynthese konnten PHA-Gehalte von 70 bis 77% der Trockenmasse bei der Herstellung von P3HB bzw. 56 bis 62% der Trockenmasse bei der Herstellung von Copolymeren erreicht werden. Die Ausbeute an Zelltrockenmasse/Glycerin der Wachstumsphase betrug 0,5-0,55 g/g. Die Produktausbeute betrug 0,37 g PHB/g Glycerin, was 80% der Stoffwechsel bedingt theoretisch maximal möglichen Ausbeute darstellt. Nicht alle am Markt verfügbaren Rohglycerin-Qualitäten ließen sich direkt für die Fermentation von PHB einsetzen. Bei zu hohen Salzgehalten des Ausgangssubstrats stellte sich aufgrund der Aufkonzentration bei fortschreitender Fermentation eine Hemmung der PHB-Bildung ein. Diese Effekte konnten zum Teil durch einen Verschnitt von stark salzhaltigem Rohglycerin mit weniger salzhaltigen Rohglycerin-Qualitäten behoben werden. Alternativ hierzu wurden innerhalb des Forschungsvorhaben BioPro Verfahren zur preisgünstigen Aufreinigung des Rohglycerins mittels kontinuierlicher Chromatografie (SSMB) oder Elektrodialyse entwickelt. Außerdem erfolgte im Vorhaben BioPro die Bestimmung von Materialeigenschaften der im Vorhaben BioFun eingesetzten PHB/Ecoflex-Basis-Blends aus Roh-PHB (Biocycle 1000) sowie Compounds dieses Blend und dazu im Vergleich die Bestimmung der Materialeigenschaften von PHB/Ecoflex-Blends mit dem im Vorhaben erzeugten PHB (SIAB).

Ziel des Vorhabens ist die Verfahrensentwicklung zur fermentativen Gewinnung von PHB aus Glycerin (Abprodukt der Biodieselherstellung aus Raps). 1. Charakterisierung von Glycerinproben aus der Biodieselproduktion; 2. Fermentationsversuche mit Glycerinproben; 3. Charakterisierung der hergestellten PHBs; 4. Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der wässrigen Aufarbeitung zur Extraktion der PHB-Granula; 5. Herstellung von Compounds aus PHB; 6. Datenerfassung für Nachhaltigkeitsbewertung der entwickelten Verfahrensschritte Bei technischem und wirtschaftlichem Nachweis der Herstellbarkeit von PHB auf Basis nachwachsender Rohstoffe (Raps, RME, Glycerin) besteht das Potential für die Substitution von petrochemischen Commodity-Werkstoffen wie etwa PP im Millionen Tonnen Bereich.