Ungesättigte Polyesterharze - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 403

Das Herstellverfahren ist schematisch in Bild 261 dargestellt [28]. In einem Wachstumsfer-
menter werden die Mikroorganismen unter idealen Bedingungen (Sauerstoff, Kohlendioxid,
Substrat, weitere Nährstoffe) vermehrt und dann in einen Produktionsfermenter übertragen.
Dort werden bestimmte Nährstoffe limitiert (oft Phosphor, Magnesium, Kalium, etc.), um die
Vermehrung der Population zu verhindern. Stattdessen nutzt der Mikroorganismus das vorhan-
dene kohlenstoffhaltige Substrat, um auf einem anderen Stoffwechselweg (siehe Bild 195 ) eine
organische Verbindung zu bilden, die bei Vorliegen einer besseren Nährstoffsituation wieder
mobilisiert werden kann (siehe Bild 194) [30]. Dies ist ein typisches Vorgehen, das z. B. auch
bei der Herstellung von Polyhydroxyalkanoaten (PHA) angewendet wird (siehe Kap. 5.1,
Bild 196).
Die Fermentation und die Aufarbeitung sind einigen spezifischen Einschränkungen unterwor-
fen. So tritt durch die Fumarsäurebildung eine pH-Abnahme ein, der entgegengewirkt werden
muss, um das Absterben der Mikroorganismen zu verhindern und eine optimale Ausbeute zu
erzielen. Dies wird z. B. durch die Zugabe von Natriumcarbonat erreicht, so dass sich Natrium-
fumarat bildet. Durch Zugabe von Schwefelsäure am Ende des Prozesses wird wieder die
Fumarsäure freigesetzt und es bildet sich Natriumsulfat, ein unerwünschtes Nebenprodukt. An
günstigeren Aufarbeitungstechniken wird gearbeitet, z. B. an der zur Nutzung von Ionenaus-
tauschern, um die Fumarsäure während der Bildung aus der Fermenterbrühe zu extrahieren und
den pH-Wert damit konstant bei pH 5 zu halten. Dies würde die Zugabe des Neutralisations-
agens einsparen und es entstünde damit auch kein zu entsorgendes Nebenprodukt. Da die Mor-
phologie der Rhizopus -Spezies sich nicht vorteilhaft auf den Sauerstoff-Transport innerhalb
größerer Agglomerate der Pilze auswirkt, wird mit sogenannten RBC-Reaktoren gearbeitet
(Rotatory Biofilm Contactor), um den Sauerstoffaustausch zu beschleunigen [28].
Bild 261 Schema der fermentativen Produktion von Fumarsäure (nach [28]).