Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Tabelle 72
Produktion von 3-PHB und 4-PHB Copolymeren aus Butansäure und 4-Hydroxybutansäure
mit
Alcaligenes eutrophus
(Fermentationsdauer 48 h bei 30°C und pH = 7,0). Die Kohlenstoff-Konver-
sionsraten von Substrat zu Biokunststoff beträgt ca. 25 %.
Kohlenstoffquelle (g/L)
a
Zelltrockengewicht
PHA
Anteil
PHA Zusammen-
setzung
(Gew.%)
b
CH
3
(CH
2
)
2
COOH
HO(CH
2
)
2
COOH
(g/L)
3HB
4HB
20,0
0
9,6
51
100
0
17,0
2,4
9,5
54
97
3
15,0
4,0
8,5
53
95
5
12,0
6,4
8,5
52
90
10
10,0
8,0
7,6
48
87
13
8,0
9,6
6,6
43
82
18
5,0
12,0
6,2
40
69
31
0
20,0
5,1
16
67
33
a
Kohlenstoffanteil in stickstofffreiem Kulturmedium
b
Polyesteranteil in trockenen Zellen
Die verwendeten Substrate zur Fermentation von PHA sind typischerweise hochwertige Koh-
lenhydrate oder Fette. In den USA kommt beispielsweise häufig Maisquellwasser („corn steep
liquor“) zum Einsatz, in der EU Zucker aus Zuckerrüben und in Brasilien Zuckerrohr [7]. Die
letzteren beiden sind darüber hinaus Nahrungsmittel. Da PHA mit den biogenen Polyamiden
(siehe Kap. 14) zu den teureren Biokunststoffen zählen, ist neben der Nahrungsmittelkonkur-
renz die Notwendigkeit, günstigere Rohstoffquellen wie z. B. Reststoffe (siehe Kap. 1.4) zum
Einsatz zu bringen, besonders groß.
Hier kommt eine große Anzahl biogener Reststoffe in Frage, die länderspezifisch unterschied-
lich sein können. So fallen in Europa große Mengen an Glycerin aus der Biodieselherstellung
sowie Molke aus der Milchindustrie an, die als Substrate dienen können. Als Stickstoffquelle
kommt Fleisch- und Knochenmehl aus der Fleischverarbeitung in Frage sowie Melasse aus
der Zuckerrübenverarbeitung. Lignocellulosematerialien z. B. aus der Landschaftspflege oder
als Ernterückstand sind sehr kostengünstige Materialien, die für die Bakterien jedoch als Koh-
lenstoff- und Energiequelle nicht so leicht zugänglich sind, wie z. B. reine Kohlenhydrate,
Proteine und auch Fette. Die Lignocellulose kann durch geeignete Vorbehandlung z. B. durch
Thermodruckhydrolyse [31] oder enzymatische Behandlung aufgeschlossen werden. Hinzu
kommt bei diesen Substraten, dass erhebliche jahreszeitliche Schwankungen auftreten, so dass
die Materialien lagerfähig gemacht werden müssen. Außerhalb Europas kommen z. B. Reste
aus der Zuckerherstellung auf der Basis von Zuckerrohr als Substrat in Frage, beispielsweise
Melasse und Lignocellulose-Materialien. Darüber hinaus können Stärke und Abfallfette einge-
setzt werden [32]. Den Einfluss der Substratkosten auf die Kosten des Endprodukts PHB zeigt
Tabelle 73 [6].
Search WWH ::
Custom Search