Masterarbeit: Biologisch abbaubare Chelatoren; Enzymatische Hydrolyse zellulosischer Reststoffsubstrate im oszillierenden Flow-Bioreaktor

AEE – Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC)

AEE – Institut für Nachhaltige Technologien (AEE INTEC) ist ein außeruniversitäres Forschungsinstitut, das im Jahr 1988 gegründet wurde. AEE INTEC beschäftigt derzeit rund 90 MitarbeiterInnen aus zehn Nationen und vergibt laufend Bachelor- und Masterarbeiten sowie Praktika. AEE INTEC arbeitet in den thematischen Bereichen „Gebäude“, „Städte und Netze“, „Technologieentwicklung“ und „Industrielle Systeme“ an Grundlagen- und anwendungsorientierter Forschung in nationalen und internationalen F&E-Projekte in Kooperationen mit Universitäten, FHs, anderen Forschungseinrichtungen und der Industrie.

Forschungsprojekt EcoChel

Das Projekt EcoChel entwickelt ein automatisierbares Verfahren zur Herstellung biobasierter und biologisch abbaubarer Chelatoren aus industriellen und agrarischen Reststoffen. Im Fokus stehen Glucarsäure und Aldarsäuren aus Zellstoff-Reject der AustroCel Hallein GmbH sowie aus zellulosereichen und hemizellulosereichen Maisstrohfraktionen. AEE INTEC bearbeitet dabei die kontinuierliche enzymatische Prozessierung in einem oszillierenden Flow Reaktor und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung ressourceneffizienter Bioraffinerieprozesse. 

Master-Arbeit

Die Masterarbeit wird als integrativer Teil des Forschungsprojekts EcoChel durchgeführt. Ziel ist es, die enzymatische Hydrolyse zellulosischer Reststoffsubstrate in einer neuartigen kontinuierlichen Reaktortechnologie, dem Continuous Oscillatory Flow Bioreactor (COFB), zu untersuchen und weiterzuentwickeln. Diese potenzielle Schlüsseltechnologie ermöglicht eine intensive Durchmischung inhomogener Biomasse bei vergleichsweise geringem Energieeintrag und ist daher besonders interessant für Wertstoffvalorisierungsansätze in der Kreislaufwirtschaft.

Im Mittelpunkt stehen die kontinuierliche Prozessierung von Zellstoff-Reject und aufbereiteten Maisstrohfraktionen, die Optimierung geeigneter Betriebsbedingungen sowie die Herstellung verzuckerter Substratlösungen für weiterführende biotechnologische Anwendungen. Zentrale Forschungsfragen betreffen insbesondere die kontinuierliche Zudosierung, die Prozessstabilität, hohe Hydrolyseausbeuten und die Bereitstellung ausreichender Produktmengen für nachfolgende Verwertungsschritte.

Zu den Aufgaben der Masterarbeit gehören:

• Durchführung kontinuierlicher Hydrolyseversuche im bestehenden OFB-Laborteststand der AEE INTEC
• Variation und Bewertung relevanter Prozessparameter wie Feststoffgehalt, Verweilzeit, Temperatur, Velocity Ratio, Oszillationsfrequenz, Amplitude und Enzymzugabe
• Untersuchung der kontinuierlichen Prozessierbarkeit einschließlich Substrat-Feeding und Produkttrennung
• Bestimmung zentraler Leistungskennzahlen wie Produktausbeute pro g Substrat und pro g Enzym sowie Produktkonzentration
• Probenahme, Probenvorbereitung und analytische Begleitung der Versuche in Abstimmung mit dem Projektteam
• Datenaufbereitung, statistische Auswertung und Ableitung geeigneter Betriebsfenster
• Diskussion der Ergebnisse hinsichtlich Prozessstabilität, Skalierbarkeit und Beitrag zur Prozessintensivierung
• Erarbeitung eines standardisierten Verfahrens zur Herstellung verzuckerter Substratlösungen aus Zellstoff-Reject und Maisstroh

Wir erwarten

• Strukturierte, lösungsorientierte und möglichst eigenständige Arbeitsweise
• Grundkenntnisse in einem oder mehreren Fachgebieten, z.B. Verfahrenstechnik, Biotechnologie, Umwelttechnik, Chemie oder Lebensmittel- und Biotechnologie
• Gute Englischkenntnisse
• Anwesenheit im Forschungsinstitut in Gleisdorf erforderlich
• Homeoffice Möglichkeit für Datenauswertung

Wir bieten

• eine bezahlte Master-Arbeit sowie einen Arbeitsplatz am Institut in Gleisdorf
• Öffi Ticket für den Zeitram der Anstellung
• Einbindung in ein laufendes Forschungsprojekt und in das Forschungsteam
• Betreuung durch erfahrene Mitarbeiter- und ForscherInnen
• Zeitrahmen: 6-12 Monate, ab 2027

Kontakt

DI Dr.in Judith Buchmaier, BSc 
Tel.: +43 (0)3112 5886-452, E-mail: j.buchmaier@aee.at

DIin Dr.in Bettina Muster-Slawitsch
Tel.: +43 (0)3112 5886-471, E-Mail: b.muster@aee.at