Bioökonomie International 2024: CascaPhen - Kaskadierung von mikrobieller Phenolproduktion zur Vermeidung von Produktinhibierung

Im Rahmen von CascaPhen soll ein neuartiger kaskadierter Prozess zur Phenolproduktion entwickelt werden. Hiermit soll zukünftig die Ausbeutung fossiler Ressourcen reduziert werden und damit das Fortschreiten des Klimawandels eingedämmt werden. Phenol wird vielseitig eingesetzt, zum Beispiel als Monomer in der Produktion heutiger Kunststoffe oder als Ausgangssubstanz zur Herstellung von Pharmaprodukten. CascaPhen adressiert die Hauptherausforderung der mikrobiellen Phenolproduktion, die Toxizität von Phenol, durch ein neuartiges kaskadiertes Prozesskonzept. Zur Umsetzung des Konzeptes ist die Herstellung neuer mikrobieller Stämme erforderlich sowie die Entwicklung neuer Verfahrenskonzepte. Das kaskadiert produzierte Phenol wird im letzten Schritt mittels Lösemittel in einem in-situ Produktabtrennungs Ansatz extrahiert. Im Folgenden kann Phenol durch Destillation gewonnen werden. Im Rahmen von CascaPhen wird das Prozesskonzept in einem 5 Liter Maßstab (bezogen auf den ersten Fermentationsschritt) umgesetzt, folgende Prozessschritte werden an den entsprechenden Volumenstrom angepasst. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen kann eine ökonomische Abschätzung des neuen Verfahrenskonzeptes angegangen werden und kritische Stellschrauben identifiziert werden. Da die Kohlenstoffquelle bereits eine bekannte wichtige Stellschraube zur Kostensenkung darstellt wird dieser Aspekt in der Projektlaufzeit bereits berücksichtigt. Zu Projektende soll ein neues Verfahrenskonzept entwickelt und die ökonomische Durchführbarkeit demonstriert sein. Das Konzept kann im folgenden als Modellprozess für die Produktion toxischer Produkte mittels Biotechnologie eingesetzt werden.