{"id":24618,"date":"2015-02-26T03:03:13","date_gmt":"2015-02-26T02:03:13","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fwozu-erdoel-wenn-man-abfall-hat.html"},"modified":"2015-02-25T16:03:38","modified_gmt":"2015-02-25T15:03:38","slug":"wozu-erdoel-wenn-man-abfall-hat","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wozu-erdoel-wenn-man-abfall-hat\/","title":{"rendered":"Wozu Erd\u00f6l, wenn man Abfall hat?"},"content":{"rendered":"
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Michael Fink im Labor an der TU Wien<\/figcaption><\/figure>\n

L\u00e4vulins\u00e4ure ist eigentlich gar nichts Besonderes. Sie f\u00e4llt als Nebenprodukt in der Zuckerindustrie an, etwa eine halbe Million Tonnen davon wird jedes Jahr hergestellt. Nur ein geringer Anteil dieser Menge wird derzeit weiterverwertet. In der Forschungsgruppe von Prof. Marko Mihovilovic an der TU Wien wurde aber nun eine Methode entwickelt, diese S\u00e4ure mit Hilfe von Bakterien zum wertvollen Rohstoff zu machen: L\u00e4vulins\u00e4ure l\u00e4sst sich durch ein neuentwickeltes biokatalytisches Verfahren zu wichtigen Grundchemikalien weiterverarbeiten, die derzeit noch aus Erd\u00f6l synthetisiert werden.<\/strong><\/p>\n

Vom Abfallstoff zur wertvollen Plattformchemikalie<\/h3>\n

Blo\u00df 3 bis 5 Euro pro Kilo kostet L\u00e4vulins\u00e4ure heute, und dieser Preis lie\u00dfe sich noch senken, wenn das wirtschaftliche Interesse daran gr\u00f6\u00dfer w\u00e4re. Der Weg von der billigen L\u00e4vulins\u00e4ure zum wertvollen Endprodukt l\u00e4sst sich in mehreren Schritten zur\u00fccklegen: \u201eEntscheidend ist es, einen Weg zu finden, aus L\u00e4vulins\u00e4ure die Plattformchemikalie 3-HPA zu gewinnen\u201c, erkl\u00e4rt Michael Fink vom Institut f\u00fcr Angewandte Synthesechemie der TU Wien.<\/p>\n

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Michael Fink und Marko Mihovilovic<\/figcaption><\/figure>\n

Der Rest ist relativ einfach: Wie man 3-HPA (3-Hydroxypropions\u00e4ure) dann weiterverarbeiten kann, ist bereits bekannt: 3-HPA wird heute bereits genutzt um Grundchemikalien herzustellen. \u201eMan erzeugt daraus beispielsweise Natriumpolyacrylat, das f\u00fcr Babywindeln oder auch f\u00fcr Verbandsmaterial eingesetzt wird\u201c, sagt Fink.
\nEs gab schon fr\u00fcher Versuche, aus L\u00e4vulins\u00e4ure bzw. aus deren Derivaten 3-HPA zu gewinnen \u2013 allerdings war das nur mit gro\u00dfem Aufwand m\u00f6glich. Man ben\u00f6tigte erh\u00f6hte Temperaturen und musste 90%iges Wasserstoffperoxid einsetzen \u2013 eine sehr korrosive, hochexplosive Substanz, die auch als Raketentreibstoff verwendet wird.<\/p>\n

Bakterien statt Raketentreibstoff<\/h3>\n
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Bioreaktor im Labor der TU Wien<\/figcaption><\/figure>\n

An der TU Wien w\u00e4hlte man einen v\u00f6llig anderen Weg. Man identifizierte zun\u00e4chst eine Reihe von Enzymen, von denen man vermutete, dass sie bei der Verarbeitung von L\u00e4vulins\u00e4urederivaten hilfreich sein k\u00f6nnten. Dann brachte man E.coli-Bakterien dazu, diese Enzyme zu produzieren. Das gelingt, indem man Plasmide in das Bakterium einbringt. Plasmide sind kleine DNA-Molek\u00fcle, die nicht zum eigentlichen Bakterienchromosom geh\u00f6ren, aber trotzdem die Bauanleitung f\u00fcr Enzyme speichern k\u00f6nnen. \u201eWenn die Bakterien die in Frage kommenden Enzyme produzieren, kann man direkt im Bioreaktor ausprobieren, welche f\u00fcr unseren gew\u00fcnschten Prozess am besten geeignet sind\u201c, sagt Michael Fink.<\/p>\n

Unter normalen atmosph\u00e4rischen Bedingungen und ganz ohne toxische oder explosive Substanzen kann man dann die E.coli-Bakterien zur Herstellung wertvoller Stoffe verwenden \u2013 entweder setzt man sie direkt im Bioreaktor ein, oder man l\u00e4sst sie in einer Bakterienkultur zun\u00e4chst das Enzym erzeugen und verwendet dieses dann zur Produktion von Ethyl-3-HPA, einer Substanz, die problemlos in 3-HPA umgewandelt werden kann.<\/p>\n

\u201eBeides funktioniert, beides hat Vor- und Nachteile\u201c, sagt Michael Fink. Verwendet man lebende Bakterien, bekommt man einen st\u00e4ndigen Nachschub der n\u00f6tigen Enzyme, allerdings besteht dann die Gefahr, dass die Bakterienkultur irgendwann nicht mehr in ausreichendem Ma\u00df weiterw\u00e4chst oder gar stirbt. Das Isolieren des Enzyms ist ein zus\u00e4tzlicher Arbeitsschritt, macht das Verfahren danach aber einfacher.<\/p>\n

N\u00e4chster Schritt: technische Anwendung<\/h3>\n

Mehrere nat\u00fcrlich vorkommende sowie bereits artifiziell weiterentwickelte Enzyme wurden untersucht, um einen geeigneten Kandidaten zu finden. \u201eDie Ergebnisse sind sehr vielversprechend\u201c, sagt Michael Fink. \u201eAllerdings muss das Verfahren erst auf eine gro\u00dftechnische Dimension skaliert werden \u2013 die Mengen, die man in solchen Versuchen im Labor herstellt, sind nat\u00fcrlich noch gering.\u201c Michael Fink erwartet allerdings keine fundamentalen Schwierigkeiten bei der Entwicklung eines solchen Prozesses.<\/p>\n

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Weitere Informationen<\/h3>\n