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Biotech-Durchbruch verwandelt Abfallbiomasse in hochwertige Chemikalien

28.11.2019

knollzw, pixabay.com, CC0

Symbolisches Bild

Ein Schritt in Richtung einer nachhaltigeren biobasierten Wirtschaft wurde von Forschern, die in der Lage waren, einen Prozess zur Umwandlung von Abfallstoffen in hochwertige Chemikalien zu vereinfachen, mit neuen Impulsen versehen.

Eine Kooperation zwischen dem Vereinigten Königreich und Brasilien hat gezeigt, dass Zuckerrohrabfälle und Weizenstroh aus landwirtschaftlichen Prozessen direkt zu wertvollen Chemikalien mit einer Wertsteigerung um das Fünffache verarbeitet werden können.

Im Gegensatz zu fossilen Kraftstoffen sind Biokraftstoffe erneuerbar. Anstatt sich auf Rohöl zu verlassen, das nur begrenzt verfügbar ist. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Biokraftstoffen ist jedoch im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen derzeit sehr schwierig.

Der neue Durchbruch zeigt, dass hochwertige Chemikalien, wie z.B. Chemikalien für die Lebensmittelindustrie und Vorläufer für humantherapeutische Arzneimittel, in einem einzigen "Eintopf"-Verfahren direkt aus Abfallbiomasse hergestellt werden können. Dieser Mehrwert bietet das Potenzial, die Wirtschaftlichkeit der Biokraftstoffproduktion aus pflanzlichen Quellen wirtschaftlicher zu gestalten.

Dieses landwirtschaftliche Nebenprodukt wird derzeit verbrannt und nicht wiederverwendet. Das neue Verfahren bietet alternative geeignete Wege zu den derzeit aus petrochemischen Quellen gewonnenen feinchemischen Bausteinen und hat darüber hinaus das Potenzial, den Prozess der Herstellung von Biokraftstoffen aus Pflanzen, insbesondere aus Zuckerrohr und Weizenstroh, die in Brasilien bzw. Großbritannien reichlich vorhanden sind, aufzuwerten.

Aus den chemischen Bausteinen werden Alltagsprodukte wie z. B. Lufterfrischer, Weichspüler, Aromen für Lebensmittel und lebensrettende Medikamente sowie neue Medikamentenkandidaten in der klinischen Entwicklung hergestellt.

Neil Dixon, der die Studie vom Manchester Institute of Biotechnology (MIB) leitete, sagte: "Die nachhaltige Produktion von Feinchemikalien und Biokraftstoffen aus erneuerbarer Biomasse bietet eine potenzielle Alternative zur weiteren Nutzung endlicher geologischer Ölreserven. Um jedoch mit den derzeitigen petrochemischen Raffinerieprozessen konkurrieren zu können, müssen alternative Bioraffinerieprozesse erhebliche Kosten- und Produktivitätsbarrieren überwinden."

"Dieses neue System stellt eine konsolidierte Strategie für den biologischen Abbau und die Biotransformation zur Herstellung hochwertiger Feinchemikalien aus pflanzlicher Biomasse dar, die das Potenzial bietet, Umweltabfälle zu minimieren und den agroindustriellen Rückständen einen Mehrwert zu verleihen."

Das internationale Forscherteam hat erstmals die Herstellung des vielseitigen chemischen Bausteins Koniferenol direkt aus pflanzlicher Biomasse demonstriert. Nach der biokatalytischen Behandlung der Abfallpflanzenteile zur Freisetzung und Umwandlung von Ferulasäure in Koniferen mit hoher Effizienz. Der gesamte Prozess kann vergleichsweise kostengünstig sein, wenn er in einem einzigen Behälter stattfindet.

Der Übergang zu einer kreisförmigen Bio-Ökonomie wird durch Politik und Regulierung vorangetrieben, die wiederum von der Sorge um endliche petrochemische Futtermittel und Umweltauswirkungen beeinflusst wird. Um alternative biobasierte Strategien mit bestehenden Prozessen konkurrenzfähig zu machen, müssen noch große wissenschaftliche und bioverfahrenstechnische Herausforderungen gemeistert werden.

Diese Studie berichtet über eine konsolidierte Strategie für den biologischen Abbau und die Biotransformation zur effizienten Herstellung hochwertiger chemischer Bausteine direkt aus minderwertiger Abfallbiomasse, die das Potenzial bietet, Umweltabfälle zu minimieren und den agroindustriellen Rückständen einen Mehrwert zu verleihen.

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