Das Projekt "Enhanced direct fermentative production of chemicals from forestry residues in a membrane biofilm reactor by enzymatic in-situ lignin modification" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. One-stage fermentation of wood into ethanol in a membrane biofilm reactor This project focuses on procedural improvements for the production of bio-ethanol from wood, which serves as an alternative to fossil fuels and emits only very small amounts of the environmentally harmful CO2. With the help of a special reactor and suitable microorganisms, several process steps that were separate until now will be integrated and the production of ethanol out of wood simplified. Background The use of bio-ethanol as fuel reduces the emission of greenhouse gases such as CO2. Bio-ethanol has so far mainly been produced from sugar cane and corn starch and has therefore competed with the production of food and fodder. Although difficult in technical terms, ethanol can also be produced from lignocellulose, e.g. wood. In the current biotechnological procedure, the biomass is initially thermochemically treated. In the next step, the enzymes split the cellulose into monosaccharides, which is then fermented into ethanol by microorganisms. This process needs to be strongly simplified and made more cost-efficient, however, before it can be used commercially. Aim The research work focuses on a simplified, integrated process for producing ethanol from pre-treated lignocellulose. In a multi-species biofilm membrane reactor (MBM reactor), the enzymes are produced, the hemicelluloses and cellulose saccharified, the resultant monosaccharides fermented and the ethanol ultimately separated. It is, however, difficult to transform lignin-rich wood into ethanol biotechnologically. For this reason, the researchers are expanding the microbial consortium used with lignin-degrading fungi strains to see whether the yield and reaction rate can thereby be improved and the energy consumption at the pre-treatment stage reduced. Significance Climate policy and resource economy offer good reasons for increasing the share of renewable fuels made from lignocellulose. The simple MBM procedure has the potential to produce ethanol sustainably, efficiently and decentrally in a forested or agricultural environment with short transport routes for the required biomass.
Das Projekt "Einstufige Fermentation von Holz zu Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor - Verbesserte direkt fermentative Produktion von Chemikalien aus Forstabfällen in einem Membran-Biofilm-Reaktor durch enzymatische in-situ Lignin Veränderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berner Fachhochschule, Hochschule für Agrar-, Forst- und Lebensmittelwissenschaften durchgeführt. Bis heute wird Bioethanol meist aus Zuckerrohr oder Maisstärke hergestellt und steht somit in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion. Ethanol kann aber auch aus Lignocellulose wie Holz gewonnen werden. Die Forschungsarbeiten bauen auf ein vereinfachtes, integriertes Verfahren zur Gewinnung von Ethanol aus vorbehandeltem Holz auf. In einem Multispezies-Biofilm-Membran-Reaktor (MBM-Reaktor) werden die notwendigen Enzyme hergestellt, die Hemicellulose und die Cellulose verzuckert, die resultierenden Einfachzucker fermentiert und das Ethanol schliesslich abgetrennt. Um im Vorbehandlungsschritt Energie einzusparen wird zusätzlich ein Lignin abbauender Pilz eingesetzt. Projektziel: Das Ziel ist die energiesparende biotechnologische Umwandlung von Lignin reichem Holz in Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor, indem das mikrobielle Konsortium durch einen Lignin abbauenden Pilzstamm erweitert wird.