ERA CoBioTech Call 2: MILIMO - Mikrobielle Umsetzung von Lignin in Monomere für die Herstellung von Bio-Plastik mittels synthetischer Biologie: Bioprozessentwicklung und Maßstabsübertragung

Seit den 50er Jahren wurden geschätzt weltweit ca. 8.3 Milliarden Tonnen Plastik hergestellt von den ca. 80% nach wie vor deponiert werden oder anderweitig in die Umwelt gelangen. Die EU strebt das Ziel an, dass alle Plastikverpackungen und 50% der anderen Plastikprodukte bis 2030 rezyklierbar sein sollen (COM(2018) 28). Beispiele sind das petrochemisch hergestellte, zum Teil bio-abbaubare PBAT (Polybutylenadipat-terephtalat), bio-basierte Poly-Milchsäure (PLA), bio-basierte und bio-abbaubare Polyhydroxyalkanoate (PHA) sowie Furandicarboxylsäure (FDCA) basierte Ansätze zur Herstellung von PEF anstelle von PET (Polyethylenterephtalat). Die Terephtalsäure ermöglicht dabei die vergleichsweise hohe thermische Stabilität des Kunststoffs. Sie wird petrochemisch gewonnen. Das Projekt MILIMO zielt daher darauf ab, den in PET und PBAT enthaltenen Weichmacher Terephthalsäure durch eine nachwachsende, biologisch abbaubare Komponente zu ersetzen, namentlich PDCA, 2,4- und 2,5-Pyridindicarboxylsäure. Diese soll aus Lignin zugänglich gemacht werden. Lignin ist mit ca. 15-30% Anteil in Pflanzenzellwänden der in der Natur am häufigsten vorkommende Aromat. Industriell kommt Lignin >50 Million Tonnen pro Jahr in Form von Kraft Lignin oder Ligninsulfonat als Nebenprodukt der Papierindustrie vor. Daher soll die mikrobielle Umsetzung von Lignin als Zugang zu PDCA im Zentrum der Arbeiten stehen. Die Firma Biome Bioplastics (UK) ist Mitentwickler der Technologie und vermutlich an der Kommerzialisierung des Prozesses bei erfolgreicher Umsetzung beteiligt. Die Arbeiten am nova-Institut unterstützen die Forschungsarbeiten der wissenschaftlichen Institute und Unternehmen durch die horizontale Begleitforschung in Form einer Nachhaltigkeitsanalyse und -bewertung. Diese umfasst sowohl die ökologische Dimension im Rahmen eines Life-Cycle Assessments wie auch die ökonomische in Form einer techno-ökonomischen Bewertung (TEE) und die soziale in Form einer Social Impact Analysis (SIA).