Bioenergie Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Ethanolherstellung aus nachwachsenden Rohstoffen mittels einschlussimmobilisierter Zellen

Anschrift
BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
38122 Braunschweig
Am Alten Bahnhof 5
Kontakt
Dr.-Ing. Christian Klein
Tel: +49 531 804-368
E-Mail: engineering@bma-de.com
FKZ
22028800
Anfang
01.09.2002
Ende
31.12.2004
Aufgabenbeschreibung
Es soll ein Verfahren zur Ethanolherstellung auf Basis von stärke- bzw. zuckerhaltigen nachwachsenden Rohstoffen mittels hochleistungsfähiger immobilisierter Mikroorganismen im Pilotmaßstab entwickelt werden. Die aus Hydrogelen herzustellenden Immobilisate sind hinsichtlich ihrer Matrixeigenschaften und deren Herstellung zu optimieren. Die Teilnehmer des Vorhabens gewährleisten durch ihr spezialisiertes Know-how das Erreichen der Arbeitsziele und liefern somit einen methodischer Ansatz zur Senkung der klimarelevanten CO-2-Emmissionen. Im Vorhaben soll zunächst das Engineering und die Lieferung einer geeigneten Biokonversionsanlage erfolgen. Der Pilotbetrieb der Anlage und dessen Optimierung wird in einer Brennerei mit Hochleistungshefen durchgeführt. Weiterhin sollen die Matrixeigenschaften des Polymersystems und dessen mechanische Stabilität optimiert werden. Die mit Spezialapparaturen herzustellenden Immobilisate für Mikroorganismensysteme sind zu optimieren und zu charakterisieren. Die Ergebnisse sollen für eine effizientere Herstellung von industriellem Bioethanol genutzt werden. Eine Übertragung der Forschungsergebnisse auf weitere Biosysteme wird angestrebt.
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Vorhabens wurden geeignete Bioreaktoren für die Ethanolfermentation mit Hydrogel-Immobilisaten entwickelt. Nach der Auswahl der Reaktoren, der Reaktoranpassung an den Einsatz von Immobilisaten, der Entwicklung von Rückhalte- und Entnahmesystemen, der Konstruktion und dem Bau der Pilotanlage konnten die generelle Zweckmäßigkeit und Funktionsfähigkeit der Ausrüstungen mit gutem Ergebnis nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurden sehr positive Erfahrungen mit der realisierten vollautomatischen Prozess-Steuerung der Fermenter und der möglichen Bedienbarkeit per Teleservice gewonnen.Im Bereich der Fermentation zur Herstellung von Ethanol konnten wesentliche Erfahrungen zur praxistauglichen Anwendung der Anzucht von Immobilisationssystemen gewonnen werden. Weiterhin wurden wesentliche Erfahrungen zum Einsatz verschiedener technischer Substrate mit immobilisierten Hefezellen gewonnen. Das zukunftsweisende Konzept des Infektionsschutzes der Hefen durch die Immobilisation konnte für technische Prozesse bestätigt werden. Anhand des kinetischen Verhaltens der Zellkultur wurde bei schwierigen technischen Substraten mit hoher Salzfracht nach mehrmonatiger Laufzeit eine nicht akzeptable Verminderung der Gärraten und Alkoholausbeuten festgestellt. Dies ging einher mit irreversibler Veränderung der Konsistenzeigenschaften der Hydrogele. Im Rahmen zusätzlicher Entwicklungsarbeiten konnten erste Ansätze für eine verbesserte Qualität und Homogenität der Immobilisate erbracht werden. Reihenuntersuchungen mit einer speziell konzipierten Laborgäranlage zeigten die bessere Anwendbarkeit der nach dem neuen Konzept hergestellten Trägermaterialien, die jetzt nicht mehr linsenförmig, sondern kugelförmig sind. Darüber hinaus konnte durch Auswahl besser geeigneter Hydrogelgrundmaterialien der chemische Einfluss von hohen Salzfrachten der Substrate auf die Hydrogele deutlich vermindert werden.

neue Suche

Kurzstudie Post-EEG
Wettbewerb Bioenergie-Kommunen 2019
Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
Bauer Hubert
Diese Internetseite verwendet Cookies, um die Nutzererfahrung zu verbessern und den Benutzern bestimmte Dienste und Funktionen bereitzustellen. Details
Cookies erlauben