Das Projekt "Mikrobiologische Denitrifikation im Festbettreaktor mit PHB/HV-Granulat als Kohlenstoffquelle und Aufwuchsmatrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. ZIELE: - Isolierung und Charakterisierung einer bakteriellen Starterkultur; - Untersuchung der Eignung verschiedener Polymergemische; - Adaptation des Systems an Trinkwasserbedingungen; - toxikologische Pruefung des Systems; - Modifikationen des Verfahrens fuer andere Anwendungsgebiete. ERGEBNISSE: - erfolgreiche Erprobung im Labormassstab; - eine bakterielle Starterkultur wurde aus Brunnenwasser isoliert und konnte der Gattung Acidovorax zugeordnet werden; - toxikologische Unbedenklichkeit des Systems konnte anhand prokaryontischer und eukaryontischer Tests (Versuche an Ratten) nachgewiesen werden; AUFGABEN: - Bau und Betrieb einer Pilotanlage (scale up); - stabile Immobilisierung der Starterkultur am PHB/HV-Granulat; - Steigerung der Reaktorleistung durch Einsatz von Stammgemischen.
Das Projekt "BioREg: Etablierung einer dezentralen rohstofflexiblen Reststoffbioraffinerie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum Holz GmbH durchgeführt. Die Nutzung biogener Rohstoffe in Bioraffinerien, zur Erzeugung von Wertstoffen und Energie, ist ein wichtiger Technologiebaustein in der Wende von einer fossilen, zu einer biobasierten Gesellschaft. Biogene Reststoffe stellen in diesem Zusammenhang ein erhebliches Rohstoffpotential dar, welches derzeit nur unter geringer Nutzung der Syntheseleistung der Natur Anwendung findet (Kompost und Biogaserzeugung). Aufgrund des regionalen Anfalls und der starken Schwankungen in Art und Zusammensetzung und den daraus resultierenden komplexen Anforderungen an die Technologie, konnte bis heute noch kein alternatives Verwertungsverfahren etabliert werden. Ein vielversprechender Ansatz ist die Nutzung der anaeroben Fermentation mit Mischkulturen zu organischen Säuren (Carbonsäure-Plattform). Dies entspricht im Wesentlichen den ersten beiden Phasen der Biogasproduktion und somit einem robusten und für volatile Reststoffe geeignetem Verfahren. Die Abtrennung der erzeugten Säuren als Plattformchemikalien ist mit erheblichen Kosten verbunden, eine Verwertung vor Ort direkt als Säuremischung ist daher vorzuziehen. Eine Möglichkeit zur Verwertung dieser Säuren ist die Produktion von Polyhydroxyalkanoaten (PHAs), einem Biopolymer, welches in den Zellen von Mikroorganismen eingelagert wird. Die Produktion von PHAs ist derzeit noch mit erheblichen Kosten verbunden, weshalb intensiv nach Einsparpotential im Herstellprozess gesucht wird. Die Nutzung organischer Säuren der Carbonsäurefermentation bietet die Möglichkeit, die oft mit hohen Kosten verbundene Kohlenstoffquelle der Fermentation, durch einen kostengünstigen Rohstoff zu ersetzen. Eine weitere Produktionskostenersparnis kann durch den Einsatz sogenannter halophiler Mikroorganismen erzielt werden, welche aufgrund der bei der Fermentation vorherrschenden spezifischen Wachstumsbedingungen, auch unter nicht sterilen Bedingungen kultiviert werden können und Kostenvorteile bei der Gewinnung des Polymers bieten. Über die Carbonsäureplattform können allerdings nur Reststoffe verwertet werden, welche auch in einer Biogasanlage abgebaut werden. Stark verholzte Reststoffe, sogenannte Lignocellulosen, würden den Prozess nahezu unverändert verlassen. Das speziell für wechselnden Biomasseinput und nachfolgende biotechnologische Verwertung entwickelte Vorbehandlungsverfahren LXP, ermöglicht, auch diese Reststoffe nutzbar zu machen. Zusätzlich zu der durch das Verfahren erreichten biotechnologischen Verwertbarkeit erfolgt außerdem die Abtrennung eines weiteren potentiellen Wertstoffes - des Lignin. Lignin kann aufgrund seiner aromatischen Struktur in vielen Produkten Anwendung finden, wird derzeit aber nur in sehr geringen Mengen abseits der thermischen Verwertung genutzt. Im Projekt wird die Produktion von PHA sowie die Verwertung von Lignin aus dezentral anfallenden Reststoffen untersucht und der proof of concept dieses innovativen Reststoffbioraffineriekonzeptes erbracht.