Die Verwertung von Rohglycerolabfällen kann die Wirtschaftlichkeit der Biodieselproduktion erheblich verbessern. Um dieses Ziel mit Hilfe von Biokatalaysatoren zu erreichen, sind die Umsatzrate von Glycerol zu Produkten, die Integration von Prozessschritten und die Toleranz von Produktionssstämmen gegenüber den Verschmutzungen in Rohglycerol die zentralen Herausforderungen. Zwei wertvolle Produkte sollen aus Glycerol mit Hilfe von modifizierten Hefen als Biokatalysatoren hergestellt werden. Das Konsortium besteht aus industriellen und akademischen Partnern, die Expertisen in Bioprozess- und Zellengineering, in omics Technologien und in der Systembiologie aufweisen. Wir werden die Hefen Saccharomyces cerevisiae und Pichia pastoris mit den erforderlichen Genen/Stoffwechselwegen für die Herstellung von chiralen Aminoalkohole (CAA) und 1,2-Propandiol (PDO) ausstatten. Die Zellen werden sowohl mit Hilfe von Hochdurchsatz-Microscale Prozesstechniken als auch im größeren Maßstab charakterisiert. Daten von Transkriptom- und metabolischen Fluxanalysen werden mit Prozessdaten integriert und die Ergebnisse werden verwendet, um Stoffwechselwege und die 'Chassis'-Organismen zu optimieren. Diese Schritte werden wiederholt und werden eine zweite bzw. dritte Generation von verbesserten Biokatalysatoren hervorbringen. Die neuen Stämme, Prozesse und integrierten Methoden werden für die Biodieselindustrie im speziellen und für die Industrielle Biotechnologie im Allgemeinen von Nutzen sein.
Teilprogramm 'DeICE+' der Innovationsallianz 'ZeroCarbFP' werden biotechnologische Prozesse zur Produktion des Flugzeugenteisungsmittels 1,2 Propandiol und einer Dicarbonsäure, die z.B. als Rohstoff in der Kunststoffherstellung dienen kann, entwickelt. Als Ausgangsstoff wird dabei das bei der Biodieselproduktion als Koppelprodukt anfallende Rohglycerin verwendet, für das es bisher keine Verwendung mit hinreichender Wertschöpfung gibt. In dieser Phase kooperieren die BRAIN AG, RWTH Aachen (Entwicklung von Produktionsstämmen, -Prozessen) sowie Bioeton Deutschland GmbH (Produktion innovativer abfallbasierter Kraftstoffe, Rohglycerin) bei der Entwicklung zweier Produktionsstämme: E. coli zur Produktion von 1,2 Propandiol und Ustilago zur Produktion einer Dicarbonsäure. Bioeton Deutschland GmbH engagiert sich A) hinsichtlich des Langzeit-Monitorings unterschiedlicher Rohglycerin-Chargen. Schwankungen sollen engmaschig per GC- und ICP-OES Analytik über den Beantragungszeitraum verfolgt werden. Zur Durchführung exakter Analysen der Koppelprodukte wurde bereits ein ICP-OES angeschafft. B) bei der Bereitstellung von Rohglycerin und der Chargenlogistik. Im Verlauf des Projekts wird ein dynamisch steigernder Bedarf an Rohglycerin von vielen Kleinstmengen (0.1 - 1 L) zu größeren Mengen (10 - 100 L) in der Prozessentwicklungsphase zur Verteilung an mehrere Projektpartner erwartet. C) hinsichtlich der Evaluierung von Möglichkeiten einer Integration der Rohglycerinverwertung in die Biodieselproduktion am Standort.