Olie is nog steeds de economisch meest aantrekkelijke hulpbron voor brandstoffen en basischemicaliën die kunnen worden gebruikt om alledaagse producten zoals plastic flessen en wasmiddel te vervaardigen. Nieuwe biotechnologische processen hebben tot doel het gebruik van hernieuwbare biomassa als alternatief voor de fossiele grondstof te vereenvoudigen en kosteneffectiever te maken. Onderzoekers van het KIT richten zich op plantaardige biomassa zoals hout en stro die niet als voedsel of voer wordt gebruikt. Deze en andere innovatieverhalen worden gepresenteerd in KIT's huidige NEULAND tijdschrift.

Olie is winstgevend, maar het gebruik ervan is schadelijk voor het klimaat en het milieu. Daarnaast, voorraden van de fossiele grondstof slinken. Processen die tot nu toe zijn toegepast om basischemicaliën zoals ethanol uit hernieuwbare materialen te winnen, zijn duur. Wat is meer, ze gebruiken planten zoals maïs, suikerbieten en koolzaad die ook dienen als voedsel voor mens en dier. "Om te komen tot een duurzame en milieuvriendelijke energie- en grondstofvoorziening, we moeten innovatieve technologieën ontwikkelen die het gebruik van hernieuwbare biomassa ook economisch aantrekkelijk maken, " zegt professor Christoph Syldatk, Hoofd van het Institute of Process Engineering in Life Sciences II / Technische Biologie bij KIT. Zijn onderzoeksgroep onderzoekt hoe grondstoffen die niet concurreren met voedsel of diervoeder biotechnologisch kunnen worden verwerkt, bijvoorbeeld stro, groenafval en zaagsel. Deze tweede generatie, niet eetbaar, biobased grondstoffen bestaan ​​voor een groot deel uit lignocellulose, dat de celwanden van houtige planten vormt. Om lignocellulose te kunnen gebruiken, echter, het moet eerst worden opgesplitst in zijn componenten (fracties). Dit proces is tot nu toe tijdrovend en duur geweest. Om de productiekosten te verlagen en lignocellulose als grondstof vast te stellen, onderzoekers van het KIT onderzoeken, onder andere, hoe - op basis van lignocellulosefracties - nieuwe soorten biosurfactanten kunnen worden geproduceerd met behulp van microbiële of enzymatische synthese.

Het doel is om de houtige biomassa om te zetten in basiscomponenten voor de productie van chemicaliën en materialen zoals bioplastics. bacteriën, gisten en schimmels behoren tot de micro-organismen, waarvan het metabolisme door onderzoekers in het lab wordt gebruikt voor dergelijke innovatieve productsyntheses en chemische veranderingen. Sommige industriepartners voeren het toepassingsgerichte onderzoek van het KIT al op grote schaal uit. Producten kunnen worden vervaardigd met behulp van een biobased proces. Hun moleculen en eigenschappen zijn identiek aan die van petrochemische componenten. "Daarbovenop, er zijn meer mogelijkheden om de moleculaire structuur aan te passen, " legt Syldatk uit. Bijvoorbeeld, kunststoffen kunnen worden uitgerust met een hoger smeltpunt of een grotere gasdoorlaatbaarheid, en oppervlakteactieve stoffen met gemodificeerde schuimeigenschappen. "We proberen in fundamenteel onderzoek met bacteriën te spelen om erachter te komen welke functies de respectievelijke structuren hebben, en indien mogelijk op maat gemaakte verbindingen te produceren, ’ zegt de biotechnoloog.

Procesoptimalisatie is ook betrokken bij het gebruik van micro-organismen voor de verdere verwerking van synthesegassen die worden geproduceerd door pyrolyse uit stro of houtafval in de bioliq-proeffabriek van het KIT. "Een groot voordeel van het gebruik van synthesegas is dat het dezelfde startcondities biedt, ongeacht welk type biomassa als grondstof werd gebruikt, ", zegt de onderzoeker. Rookgas kan nu ook omgezet worden met behulp van micro-organismen, "omdat ze zwavelverbindingen tolereren of ze zelfs gebruiken voor hun stofwisseling. Voor chemische verwerking, de verbrandingsgassen zouden eerst van deze giftige stoffen moeten worden ontdaan, ", legt Syldatk uit. In zijn onderzoeksprogramma voor de bio-economie de deelstaat Baden-Württemberg ondersteunt de door het KIT aangestuurde ontwikkeling van innovatieve methoden voor het microbiële gebruik van lignocellulose.