Das Isobutenverfahren

Umwandlung erneuerbarer Ressourcen in Kohlenwasserstoffe durch Fermentation

Global Bioenergies wurde 2008 gegründet, um eine Lösung für eine völlig neuartige Herausforderung zu finden: Die Entwicklung eines Verfahrens zur Umwandlung erneuerbarer Ressourcen (Zucker, Getreide, land- und forstwirtschaftliche Abfälle) in Isobuten, eines der wichtigsten Derivatmoleküle des Erdöls. PROCEDE_DE

Dieser neue Ansatz für die Gasfermentation zeichnet sich durch zwei große Vorteile aus, die sich auch in niedrigeren Betriebskosten niederschlagen:

  • Die Haupteinschränkung der klassischen Fermentationsverfahren – die Toxizität des Produktes gegenüber dem Mikroorganismus in der Fermentationsflüssigkeit– wird umgangen, da sich das Produkt spontan verflüchtigt. Das Verfahren könnte quasi kontinuierlich durchgeführt werden.
  • Die Aufreinigung ist vereinfacht: Es ist nicht mehr notwendig, eine in einen komplexen und variablen Nährboden eingebettete Flüssigverbindung zu extrahieren, sondern es muss lediglich das von Luft, CO2 und Wasserdampf umgebene Isobuten isoliert werden. Hierfür existieren seit Jahrzehnten klassische, robuste und erprobte Methoden.

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Warum Isobuten?

Isobuten ist einer der großen Grundbausteine der petrochemischen Industrie mit einem bestehenden 25-Milliarden-Dollar-Markt. In Zukunft könnte damit auch ein weiterer 400-Milliarden-Dollar-Markt erschlossen werden.

Jährlich werden 15 Mio. Tonnen Isobuten produziert und in Kunststoffe, Kautschuk und Kraftstoffe umgewandelt.IBN - MARCHE DIVERSIFIE_DE

Worin bestand die wissenschaftliche Herausforderung?

In der Natur produzieren die Mikroorganismen kein Isobuten. Verständlicherweise: Ein Mikroorganismus, der seine Nährstoffe in Isobuten, eine flüchtige Verbindung, umwandeln würde, könnte durch den Verlust des energetisch wertvollen Kohlenstoffs evolutionär nicht überleben. Im Labor konnte aber nun das „Programm“ des Mikroorganismus neu geschrieben werden, so dass neue Bakterienstämme diese Verbindung nun produzieren.

Es wurde erstmalig ein vollständig neuer, künstlicher Stoffwechselweg geschaffen, d.h. eine Abfolge enzymatischer Reaktionen. Nach Einführung in Mikroorganismen ermöglicht dieser Stoffwechselweg nun die mehrphasige Umwandlung von Zucker in Isobuten.

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Durch diese Premiere hat Global Bioenergies ein neues Kapitel auf dem Gebiet der synthetischen Biologie geschrieben.

Die veränderten Mikroorganismen wurden in Fermentern zunehmender Größe zunächst im Labor und später in Pilotanlagen auf die industrielle Anwendung optimiert.

Im ländlichen Raum könnten mit diesem alternativen Verfahren Kraftstoffe, Kunststoffe und Kautschuk dezentral produziert werden.

Industrielle Fermenter