Olja är fortfarande den mest ekonomiskt attraktiva resursen för bränslen och baskemikalier som kan användas för att tillverka dagliga produkter som plastflaskor och tvättmedel. Nya biotekniska processer syftar till att förenkla användningen av förnybar biomassa som alternativ till den fossila råvaran och göra den mer kostnadseffektiv. Forskare vid KIT fokuserar på växtbiomassa som trä och halm som inte används som livsmedel eller foder. Dessa och andra innovationsberättelser presenteras i KIT:s aktuella NEULAND tidskrift.

Olja är lönsamt men användningen är skadlig för klimatet och miljön. Förutom, tillgången på den fossila råvaran minskar. Processer som hittills använts för att vinna baskemikalier som etanol från förnybara material är dyra. Vad är mer, de använder växter som majs, sockerbetor och raps som även fungerar som föda för människor och djur. "För att uppnå hållbar och miljövänlig energi- och råvaruförsörjning, vi måste utveckla innovativ teknik som gör användningen av förnybar biomassa attraktiv även ur ekonomisk synvinkel, " säger professor Christoph Syldatk, Chef för Institutet för processteknik i livsvetenskaper II / Teknisk biologi vid KIT. Hans forskargrupp undersöker hur råvaror som inte konkurrerar med livsmedel eller foder kan förädlas biotekniskt – till exempel halm, grönt avfall och sågspån. Dessa andra generationens, icke ätbar, biobaserade råvaror består till stor del av lignocellulosa som bildar cellväggar hos vedartade växter. För att kunna använda lignocellulosa, dock, det måste först brytas ner i dess komponenter (fraktioner). Denna process har hittills varit tidskrävande och dyr. För att minska produktionskostnaderna och etablera lignocellulosa som råvara, forskare vid KIT undersöker, bland annat, hur - på basis av lignocellulosafraktioner - nya typer av biosurfaktanter kan produceras med hjälp av mikrobiell eller enzymatisk syntes.

Syftet är att omvandla den vedartade biomassan till baskomponenter för tillverkning av kemikalier och material såsom bioplast. Bakterie, jäst och mögel är bland mikroorganismerna, vars ämnesomsättning används av forskare i labbet för sådana innovativa produktsynteser och kemiska förändringar. Vissa industripartners implementerar redan KIT:s applikationsorienterade forskning i stor skala. Produkter kan tillverkas med hjälp av en biobaserad process. Deras molekyler och egenskaper är identiska med de för petrokemiska komponenter. "Dessutom, det finns fler alternativ för att modifiera molekylstrukturen, " förklarar Syldatk. Till exempel, plast kan utrustas med högre smältpunkt eller högre gaspermeabilitet, och ytaktiva ämnen med modifierade skumegenskaper. "Vi försöker leka med bakterier i grundforskningen för att ta reda på vilka funktioner de respektive strukturerna har, och om möjligt att tillverka skräddarsydda föreningar, säger bioteknologen.

Processoptimering är också involverat i användningen av mikroorganismer för vidarebearbetning av syntesgaser som produceras genom pyrolys från halm eller träavfall i bioliqs pilotanläggning vid KIT. "En stor fördel med att använda syntesgas är att det ger samma startförhållanden, oavsett vilken typ av biomassa som användes som råvara, säger forskaren. Rökgas kan nu även omvandlas med hjälp av mikroorganismer, "eftersom de tolererar svavelföreningar eller till och med använder dem för sin ämnesomsättning. För kemisk bearbetning, förbränningsgaserna skulle först behöva renas från dessa giftiga föreningar, " förklarar Syldatk. I sitt forskningsprogram för bioekonomi, delstaten Baden-Württemberg stöder den KIT-drivna utvecklingen av innovativa metoder för mikrobiell användning av lignocellulosa.