Die Digitalisierung (Industrie 4.0) der industriellen Produktion reicht nicht aus, um essentielle Herausforderungen der Gesellschaft (u.a. Ressourcenverknappung, Klimawandel, Rolle des Menschen) und der Unternehmen (u.a. Komplexität, Geschäftsmodelle) zu meistern. Neben der Sicherstellung einer arbeits- und lebenswerten Rolle des Menschen in einem zukünftigen Wertschöpfungssystem, ist die Inanspruchnahme der natürlichen Umwelt und Ressourcenabhängigkeit in Deutschland zu minimieren. Dies kann im industriellen Kontext einzig durch eine systematische Anwendung des Wissens über natürliche Prozesse bzw. die Natur zum Zweck der Optimierung der industriellen Leistungserstellung geschehen. Diese sogenannte biologische Transformation der industriellen Wertschöpfung ist somit von essentieller Bedeutung für einen nachhaltigen Wirtschaftsstandort Deutschland. Aus diesem Grund soll eine breite Voruntersuchung zum aktuellen Stand, den Potentialen, den Bedarfen und den Hemmnissen der biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung mit einem Zeithorizont bis zum Jahr 2035 aufzeigen, wie die Fraunhofer-Gesellschaft die Industrie in diesem Transformationsprozess optimal unterstützen kann.
Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) entstehen bei der Verarbeitung von Erdoel und bei unvollstaendigen Verbrennungsprozessen. PAK mit mehr als vier Kernen sind biologisch sehr schwer oder nicht abbaubar, reichern sich jedoch wegen ihrer guten Oelloeslichkeit in Oel-in-Wasser-Emulsionen an. Waehrend n-Alkane von Bakterien sehr gut abgebaut werden, reichern sich die in den Oeltroepfchen geloesten hoeherkernigen PAK in und an den Bakterien an, so dass das Problem durch eine einfache biologische Behandlung nicht loesbar ist. In dem Projekt wird daher die Moeglichkeit einer vorgeschalteten chemischen Oxidation mit Ozon untersucht, das mit den n-Alkanen nicht reagiert. Es interessierte zunaechst die Kinetik der Oxidation und die Moeglichkeiten der Eliminierung aller Transportprozesse, sodann wurden die Metaboliten der Ozonierung bestimmt und versucht, ihre Transformation durch aerobe Bakterien zu verfolgen.