{"id":139288,"date":"2024-02-21T07:04:00","date_gmt":"2024-02-21T06:04:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=139288"},"modified":"2024-02-19T11:14:46","modified_gmt":"2024-02-19T10:14:46","slug":"revolution-der-fermentation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/revolution-der-fermentation\/","title":{"rendered":"Revolution der Fermentation?"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Ein Forscherteam der Technischen Universit\u00e4t Delft (TU Delft) in den Niederlanden hat bahnbrechende Fortschritte bei der Reinigung von\u00a0Isopropanol<\/a>\u00a0und\u00a0Aceton<\/a>\u00a0aus der Fermentation von Abgasen gemacht und damit einen wichtigen Schritt in Richtung einer nachhaltigen industriellen Fermentation getan. Die Studie, die im SCI\u00a0Journal of Chemical Technology and Biotechnology<\/em>\u00a0ver\u00f6ffentlicht wurde, stellt neuartige Verfahren vor, die die Effizienz und Rentabilit\u00e4t der Produktion in gro\u00dfem Ma\u00dfstab zu steigern versprechen.<\/p>\n\n\n\n

Isopropanol und Aceton haben zusammen einen Weltmarkt von 10 Milliarden Dollar. Beide Chemikalien sind wichtige L\u00f6sungsmittel f\u00fcr die Industrie, und Isopropanol wird aufgrund seiner geringen Toxizit\u00e4t auch als pharmazeutischer Wirkstoff eingesetzt. Die konventionelle Produktion beruht auf fossilen, kohlenstoffabh\u00e4ngigen Methoden, die mit der Einf\u00fchrung strengerer Umweltvorschriften immer ung\u00fcnstiger werden.<\/p>\n\n\n\n

Umkehrung der konventionellen Produktion<\/h3>\n\n\n\n

Ein vielversprechender und nachhaltigerer Herstellungsprozess besteht in der Wiederverwertung von Industrieabgasen und Synthesegas (ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, das aus Bioabf\u00e4llen hergestellt werden kann) unter Verwendung von technischen Bakterien. LanzaTech, ein US-amerikanisches Biotechnologieunternehmen, das nicht mit der Forschung der TU Delft in Verbindung steht, erprobt derzeit diese Synthesegas-Fermentationsmethode zur Herstellung von Isopropanol und Aceton.<\/p>\n\n\n\n

Ein potenzielles Hindernis f\u00fcr das Scale-up dieser Technologie liegt in der Produktreinigungsphase; die Beschr\u00e4nkungen der Fermentationsmethode bedeuten, dass die Produktkonzentrationen niedrig sind, was zu einer sehr verd\u00fcnnten Fermentationsbr\u00fche f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Anton A. Kiss, Professor f\u00fcr Chemische Technik und Biotechnologie an der TU Delft und korrespondierender Autor der Studie, erkl\u00e4rt: “Die Herausforderung besteht darin, eine gro\u00dfe Menge Wasser pro Kilogramm Produkt zu entfernen, ohne hohe Energiekosten. Dies wurde in unserer Forschung durch die Bestimmung der optimalen Betriebsbedingungen angegangen, die eine signifikante R\u00fcckgewinnung von Prozessw\u00e4rme erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

Hocheffiziente nachgeschaltete Prozesse<\/h3>\n\n\n\n

Das Team konzentrierte sich auf zwei Optionen f\u00fcr die anf\u00e4ngliche R\u00fcckgewinnung von Isopropanol und Aceton: Vakuumdestillation und Durchlaufdestillation. Die Vakuumdestillation wurde als klassische Methode f\u00fcr die R\u00fcckgewinnung fl\u00fcchtiger Fermentationsprodukte untersucht, w\u00e4hrend die Durchlaufdestillation eine neuartige Trennmethode ist, die noch nie f\u00fcr komplexe Gemische angewandt wurde”, erkl\u00e4rte Kiss. Er wies darauf hin, dass die Pass-Through-Destillationsmethode keine teure K\u00fchlung erfordert, wie sie f\u00fcr die Vakuumdestillation notwendig ist.<\/p>\n\n\n\n

Durch die erfolgreiche Entwicklung von Prozessen im industriellen Ma\u00dfstab konnten hochreines Isopropanol und Aceton mit Gewinnungsraten von \u00fcber 99,2 % gewonnen werden. Die Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass alle vorgeschlagenen Verfahren sowohl in Bezug auf die Kosten als auch auf die Umweltauswirkungen \u00e4u\u00dferst wettbewerbsf\u00e4hig sind. Mit Blick auf die Integration dieser Prozesse in Industrieanlagen sagte Kiss: “Aufgrund m\u00f6glicher Unterschiede in der Verf\u00fcgbarkeit von Strom- und Heizungsanlagen sollte das optimale Prozessdesign in Abh\u00e4ngigkeit vom genauen Standort der Anlage gew\u00e4hlt werden.<\/p>\n\n\n\n

Den Weg f\u00fcr eine nachhaltige industrielle Fermentation ebnen<\/h3>\n\n\n\n

Die in dieser Forschungsarbeit vorgestellten neuartigen Verfahren zur R\u00fcckgewinnung von Isopropanol und Aceton stellen einen bedeutenden Fortschritt in der nachhaltigen industriellen Fermentation dar. Das Team wendet sich nun der Reinigung anderer hochwertiger Chemikalien zu. Kiss erkl\u00e4rt: “Wir entwerfen R\u00fcckgewinnungsverfahren f\u00fcr verschiedene fl\u00fcchtige Chemikalien aus Fermentationsbr\u00fchen, um allgemeine Gestaltungsregeln zu finden. Wir arbeiten an Kooperationen, in denen wir unser Wissen an Unternehmen weitergeben k\u00f6nnen, die diese Verfahren in der Industrie einsetzen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

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ORIGINALVER\u00d6FFENTLICHUNG<\/h3>\n\n\n\n

Tamara Jankovi\u0107, Adrie JJ Straathof, Anton A Kiss; “Advanced purification of isopropanol and acetone from syngas fermentation”; Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 2023-12-29<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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