Bioökonomie International 2016: Panda - Gewinnung organischer Säuren aus natürlichen Rohstoffen durch Surface-Display-basiertes konsolidiertes Bioprocessing. Teilprojekt: Vorbehandlung der Biomasse für Hydrolyse und Fermentation

Mit etwa 700 Megatonnen pro Jahr entfällt etwa ein Viertel der weltweiten Produktion von Stroh auf China. 37% davon sind Maisstroh, 28% Reisstroh und 20% Weizenstroh. Jedes Jahr werden 200 Megatonnen offen verbrannt, der Rest wird als Futter, Dünger und Festbrennstoff verwendet. Das Verbrennen ist nicht nur eine Verschwendung wertvoller Ressourcen, sondern ist einer der primären Treiber von Dunst und Smog. Das PANDA-Konsortium entwickelt einen konsolidierten Prozess von Biomasse (Maisstroh) zu finalem Produkt (Bernsteinsäure), der eine Wiederverwendung der Produktionsorganismen in multiplen Konversionszyklen ermöglicht und somit die Kosten der Konversion deutlich senkt. Die Universität Hamburg (UHH) legt den Fokus auf die Biomasse-Vorbehandlung, Autodisplay Biotech (ADB) und Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU) auf die Verzuckerung, die Nanjing Tech University (NJTU) auf die Fermentation von Glukose zu Bernsteinsäure. Im Rahmen des Projektes werden die Oberflächendisplay-Technologie von ADB und die Fermentationstechnologie der NJTU miteinander fusioniert. Verzuckerung und Fermentation können dann in einem gemeinsamen Schritt stattfinden. Am Ende der 36-monatigen Förderperiode steht ein Prozess, der im Anschluss an PANDA in China in die Pilotphase überführt wird. UHH wird im Projekt die Vorbehandlung von Maisstroh durch den Dampfdruckaufschluss (Steam-Refining-Prozess) mit statistischen Versuchsplänen optimieren, um optimale Voraussetzungen für die nachfolgende Hydrolyse und Fermentation zu bieten. Die optimierten Prozessbedingungen der Vorbehandlung werden kontinuierlich an den im Projekt veränderten Organismen der Partner überprüft und weiter angepasst. UHH wird weiterhin die Partner mit vorbehandelter Biomasse bemustern sowie inhibierende Substanzen, die die Effektivität der Organismen stören, identifizieren und vermeiden bzw. aus dem Prozess ausschleusen. Die UHH wird Massebilanzen für den Prozess erstellen + die Partner analytisch unterstützen.