Biologischer Abbau des bei der Fabrikation anfallenden Abwassers auf Werte kleiner als 50 Milligramm BSB5 pro Liter.
Verbesserung der Abwasseranalytik, Untersuchung des mikrobiellen Saccharidabbaus, Ultrafiltration des Abwassers, Ziel eine abwasserlose Zuckerfabrik.
Das Forschungsprojekt zielt auf eine geographische Erfassung von Zuckerrohranbau und -verarbeitung im weltweiten Ueberblick. Es werden insbesondere die Anpassung an die oekologischen Gegebenheiten, die fuer Zuckerrohranbau und -verarbeitung charakteristischen Sozialstrukturen und die Abhaengigkeit des Zuckerrohranbaus vom Produktionsziel und von den weltwirtschaftlichen Verknuepfungen der Produktionslaender untersucht.
Hochbelastete Zuckerrohrabwaesser werden isoliert und mit entsprechenden Bindemitteln zu neuen Werkstoffen, neues Futtermittel und neuen Kopfduenger verarbeitet.
Gemeinsame Kompostierung des bei der Zuckerfabrikation anfallenden Erdschlammes zusammen mit anfallenden pflanzlichen Substanzen.
Entwicklung des anaeroben Verfahrens vom Labormassstab bis zur grosstechnischen Anwendung, Erarbeitung von Dimensionierungsgroessen, Loesung von Betriebsproblemen, Wirtschaftlichkeitsueberlegungen bei verschiedenen Verfahrenskombinationen bei verschiedenen Ausgangslagen einzelner Werke.
Landwirtschaftliche Abfallströme, die reich am pflanzlichen Zellwandbaustein Pektin sind, sind der Rohstoff für die geplante mikrobielle Biokonversion. Insbesondere Reste aus der Obst- und Gemüseverarbeitung, wie z.B. Apfeltreber und Zuckerrübenschnitzel, eignen sich dafür. Der darin enthaltene Hauptzuckerbestandteil, die D-Galakturonsäure, soll in einem zweistufigen Prozess mit Hilfe optimierter Pilzstämme erst herausgelöst, und dann gezielt zu vielseitig einsetzbaren Plattformchemikalien - sog. Polyhydroxysäuren - funktionalisiert werden. Diese ähneln in ihrer Struktur derzeit konventionell hergestellten Säuerungsmitteln, Stabilisatoren und Backtriebmitteln der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie, versprechen aber neue, funktionelle Eigenschaften zu besitzen und haben durch die nachhaltige Produktionsweise aus nachwachsenden Rohstoffen einen ökologischen Mehrwert. Für die erfolgreiche Umsetzung der Projektidee arbeiten drei universitäre Gruppen mit assoziierten industriellen Partnern zusammen und bündeln ihre Expertisen. Im ersten Schritt sollen die Pektin-abbauenden Enzyme zur Verflüssigung der Biomasse mit Aspergillus niger hergestellt werden, dessen Produktionseffizienz mithilfe gezielter gentechnologischer Modifikation (Crispr/Cas9) optimiert werden soll. Unterstützt wird dies durch Omics-Technologien, um die entsprechenden regulatorischen Netzwerke besser zu verstehen. Die freiwerdenden Zucker sollen dann in einem zweiten Schritt in modifizierten Hefestämmen zu den Zielmolekülen umgebaut werden. Hierzu ist eine innovative Co-Fermentation von Zuckern und Zuckeralkoholen geplant, um eine ausgeglichene Redoxchemie des Stoffwechsels gewährleisten zu können. Diese Stammentwicklungen sind in die Verfahrensentwicklung integriert. Ziel ist der modellgestützte Aufbau einer verfahrenstechnischen Prozesskette von den optimierten biokatalytischen Prozessschritten bis zur Produktaufarbeitung, um die grundlegenden Daten für industrielle Umsetzungen bereit stellen zu können.
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| Förderprogramm | 81 |
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