Biogene Polyester - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 297

Bild 196 Herstellung von PHA durch bakterielle Fermentation. Inokulation und Vermehrung der Zellkul-
tur im Fermenter 1 („Wachstumsfermenter“) und Produktion des PHA im Fermenter 2 („Produktionsfer-
menter“). Mit freundlicher Genehmigung von U. Haenggi, Fa. Biomer.
Nach der Abtrennung der Zellsuspension kann das PHA entweder durch Lösungsmittelextrak-
tion gewonnen werden wie in Bild 197 gezeigt (physikalische Methode), durch Behandlung
mit Natriumhypochlorit (chemische Methode) oder durch enzymatische Behandlung mittels
Proteasen, Nucleasen und Lysozymen. Letztere lösen Proteine, Nukleinsäuren und Zellreste auf,
lassen das PHA jedoch unversehrt [6], [7], [20]. Auch die Kombination verschiedener Methoden
ist möglich. Die Lösungsmittelextraktion ist ein etabliertes Verfahren, bringt aber die Lösungs-
mittelbelastung für die Mitarbeiter und die Umwelt mit sich und trägt zu den hohen Kosten des
Prozesses bei. Durch die gute Löslichkeit der PHA in warmem Chloroform und Unlöslichkeit
in Methanol kann durch die Anwendung dieser beiden aus toxikologischer Sicht bedenklichen
Lösungsmittel das PHA in hoher Reinheit erhalten werden. Die Lösungsmittelextraktion nutzt
das Lösungsmittel in einem Kreislauf, der in erster Näherung geschlossen ist. In der Praxis
kommt es aber doch zu Verlusten, so dass die Ökobilanz der PHA dadurch schlechter wird,
insbesondere wenn chlorierte Lösungsmittel eingesetzt werden. Deshalb wird auch mit alter-
nativen Lösungsmitteln wie Aceton oder Hexan gearbeitet. Die Behandlung mit Natriumhypo-
chlorit zerstört die Zellwand, lässt die Polyester-Granuli als solche intakt, greift aber deren
Oberfläche an und führt zur Verringerung der Molmasse. Die Isolierung mittels enzymatischer
Behandlung ist gesundheitlich und ökologisch unbedenklicher, die Reinheit der Produkte ist
jedoch schlechter als bei der Lösungsmittelmethode. Diese Aufarbeitungsmethode kann z. B.
zu konzentrierten Suspensionen, einer Art Latex führen. Eine Variante der Lösungsmittelaufar-
beitung führt zu Lösungen, die zu Filmen und Fasern versponnen werden können [6]. Biomas-
se-Rückstände aus der Aufarbeitung können u. U. als Dünger dienen [21] und den Stoffkreis-
lauf an dieser Stelle schließen.