COHORIS – Kontinuierliche enzymatische Hydrolyse im oszillierenden Flow als Prozessintensivierungsstrategie für Bioraffinerien

Trotz intensiver Forschungsaktivitäten zu Biomassekonversion und Produktvalorisierung in Bioraffinerien sind Schritte wie die Hydrolyse immer noch Engpässe hinsichtlich technischer und wirtschaftlicher Effizienz und erfordern eine radikale Intensivierung. Typischerweise wird die Hydrolyse in Rührkesselreaktoren (STRs) durchgeführt. Die Wirtschaftlichkeit des Prozesses wird durch Herausforderungen wie die energieintensive und unzureichende Durchmischung mit unstrukturiertem Wärme- und Stofftransport begrenzt, wodurch wiederum die Feststoffbeladung auf niedrige Konzentrationen beschränkt wird. Außerdem erfordert die langsame Reaktionskinetik lange Verweilzeiten.

Aufbauend auf den bisherigen Forschungsergebnissen mit deutlicher Umsatzsteigerung der enzymatischen Hydrolyse im OFB (Oscillating Flow Bioreactor), sollen in COHORIS die möglichen verfahrenstechnischen Betriebsweisen für einen kontinuierlichen Prozess detailliert untersucht werden sowie die mögliche Reduktion der Energieintensität und die verbesserte Hydrolysekinetik (Auswirkung der turbulenten Strömung auf die Enzym-Substrat Bindung, Minderung der Produktinhibierung). Der OFB wird im Detail an der Zellulose Hydrolyse evaluiert und auf Protein Hydrolyse-Anwendungen übertragen. Das Prozessintensivierungspotential wird für drei bedeutende Anwendungen in Bioraffinerien berechnet und dargestellt.