Untersuchung biotechnologischer Prozesse zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe an den Beispielen von Buchenholzfaserstoff und Rohglycerin

Eine Herausforderung, der sich die chemische Industrie heutzutage zu stellen hat, ist die Umstellung auf alternative, nachhaltige Rohstoffe wie z. B. Biomasse. In dieser Arbeit wird die biotechnologische Nutzbarkeit pflanzlicher Biomasse anhand der Beispiele Buchenholzfaserstoff und Rohglycerin untersucht. Buchenholzfaserstoff repräsentiert hierbei die Stoffklasse der Lignocellulosen, zu deren Nutzung eine Vorbehandlung des Rohstoffes sowie dessen anschließende Depolymerisierung zu fermentierbaren Zuckern erforderlich sind. Exemplarisch wird die fermentative Umsetzung von Buchenholzcellulose zu Aceton, Butanol und Ethanol durch Clostridium acetobutylicum betrachtet. Hierbei werden unter anderem die simultane Verzuckerung und Fermentation des Rohstoffes, sowie eine integrierte Abtrennung der gebildeten Lösungsmittel durch Perstraktion untersucht. Ein weiterer nachwachsender Rohstoff mit großem Potential zur stofflichen Nutzung ist Rohglycerin. Es fällt bei der Herstellung von Biodiesel an und bietet sich als günstiges Fermentationssubstrat für die Herstellung von Basischemikalien an. Bezüglich der Nutzung von Rohglycerin werden drei Aspekte eingehend betrachtet: die Detoxifizierung mit Hilfe von Hydrotalcit, die Fermentation zu 1,3-Propandiol durch Clostridium diolis und die Adsorption des Produktes mit Hilfe von Zeolithen.