„nachhaltige technologien 3|2017“

Im Projekt Oscyme wird ein neuartiges Reaktordesign hinsichtlich einer Verbesserung der enzymatischen Hydrolyse von Ligno-Cellulose-Material entwickelt. Ziel ist es, sowohl die Energiekosten als auch die eingesetzte Enzymmenge deutlich zu verringern, um ligno-cellulosehältige Abfallprodukte (Landwirt- schafts-, Forst-, Lebensmittelbfall etc.) als Wertstoff zur Produktion von Bioethanol oder Chemikalien wirtschaftlich zu verwerten. Die Nutzung dieser Abfallprodukte als Rohmaterial ist ein wichtiger Schritt, um der bevorstehenden Ressourcenerschöpfung entgegenzuwirken. Die Umwandlung von Biomasse-Abfall in Kraftstoff und/oder Chemikalien hat wichtige technologische, kommerzielle und soziale Auswirkungen. Bei der Entwicklung einer auf ligno-cellulose-basierten öko- nomischen Wertschöpfungskette treten allerdings einige technische Herausforderungen, wie etwa die effektive Extraktion von löslichem Zucker in den Polysacchariden Cellulose und Hemicellulose, auf. Geringere Einsatzmengen des Enzyms Cellulase und kürzere Hydrolysedauer würden zu signifikanten Kos- teneinsparungen führen. Die prozess-technologische Entwicklung des Hydrolyse-Schrittes hat jedoch bisher nur wenig Aufmerksamkeit an sich gezogen. Für gewöhnlich findet die enzymatische Hydrolyse in diskontinuierlich betriebenen Rührkesseln statt. In Anbetracht der Produktinhibierung durch bei der Hydrolyse gebildete Zucker ist der diskontinuierlich betriebene Reaktor allerdings nicht ideal. Aufgrund der bestehenden Nachteile der diskon- tinuierlich betriebenen Rührkessel wird ein neues Reaktorkonzept für die Hydrolyse von Ligno-Cellulose erstellt. Durch den erstmaligen Einsatz eines kon- tinuierlichen, enzymatischen Hydrolyseprozesses sollen die Umsetzungsraten signifikant erhöht und die benötigten Enzymmengen wesentlich verringert werden. Das neu entwickelte Design soll die Basis für ein Hydrolysereaktor-Konzept für die Anwendung in der biobasierten- und chemischen Industrie, der Biodiesel-Produktion oder der Papierindustrie bilden, um Energie, Ressourcen und Zeit zu sparen. Auftraggeber: Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie Projektpartner: Newcastle University (UNEW); Austrian Centre of Industrial Biotechnology acib; Möstl Anlagenbau GmbH Ansprechperson: Dipl.-Ing. Judith Buchmaier, j.buchmaier@aee.at Foto: iStock Neuartiges Reaktordesign für effiziente Hydrolyse von Biomasse-Abfällen