Biogene Alkohole - Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe - page 415

duktivitäten erzielen als die Aspergillus -Arten. Die Nutzung von Glucose als Cosubstrat erhöht
die Ausbeuten. Die Züchtung spezieller Stämme, die eine Fermentation mit ungereinigtem
Glycerin aus der Biodieselherstellung erlauben, führte zu Ausbeuten von 106 g/l. Eine Ver-
suchsanlage mit einer Kapazität von 4000 t/a wird zurzeit in China erprobt [20].
PDO dient als Vorläufer für Verbindungen zur PUR-Herstellung (siehe Kap. 17), als Kompo-
nente in UP-Harzen (siehe Kap. 8) und in weiteren Anwendungen, die mit denen von PG ver-
gleichbar sind. Allerdings erlaubt bislang der relativ hohe Preis des petrochemischen PDO
meist lediglich die Nutzung des Produkts für Spezialanwendungen. Eine interessante Perspek-
tive ist die Herstellung von Polytrimethylenterephthalat (PTT, siehe Kap. 7.2.4), das besonders
als Rohstoff für die Faserherstellung großes Potential besitzt. Zahlreiche weitere Anwendungen
von PDO finden sich in [14] und [19].
9.5 Isobutanol
Isobutanol (2-Methyl-1-propanol) wird wie andere Butanole weit überwiegend auf petrochemi-
schem Weg hergestellt [12]. Es kann aber auch fermentativ gewonnen werden. Dazu kommt eine
Reihe von Mikroorganismen in Frage: Hefen wie Saccharomyces cerevisiae und gentechnisch
veränderte Bakterien wie Escherichia coli, Clostridium cellulolyticum oder Corynebacterium
glutamicum sind verwendet worden [21], [22]. Vorteilhaft ist, wenn die Mikroorganismen wie
Saccharomyces cerevisae eine hohe Alkoholtoleranz aufweisen, um hohe Konzentrationen und
damit Ausbeuten zu ermöglichen. Gentechnische Modifikationen der Mikroorganismen erlau-
ben es, die Ausbeuten weiter zu steigern [23]. Außerdem ist im Sinne einer vermiedenen Nah-
rungsmittelkonkurrenz von Vorteil, wenn Lignocellulose-Materialien als Fermentations-Sub-
strate verwendet werden können [24].
Die Herstellung kann auch mittels Cyanobakterien wie Synechococcus elongatus erfolgen, die
in Lage sind, durch Photosynthese Isobutyraldehyd und Isobutanol zu erzeugen und dabei CO 2
zu binden [25]. Außerdem wurden gentechnisch modifizierte Bakterien der Spezies Ralstonia
eutropha verwendet, um fermentativ unter Nitrat- und Phosphor-Mangel und Nutzung von CO 2
Isobutanol herzustellen [23]. Die natürlich vorkommenden Ralstonia eutropha produzieren
unter Nährstoff-limitierenden Bedingungen Polyhydroxybutyrat (siehe Kap. 5.1) als intrazellu-
läres Kohlenstoff-Speichermaterial. Ralstonia eutropha wurden in einem Forschungprojekt
ebenfalls verwendet, um aus CO 2 und Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus erneuerbarem
Strom erzeugt wurde, Isobutanol herzustellen [26].
Isobutanol wird u. a. als Lösungsmittel z. B. für Lacke, als Lackadditiv sowie zur Synthese von
Weichmachern (Diisobutylphthalat, DIBP) verwendet. Es dient auch zur Synthese von Estern,
die in der Aromenindustrie zum Einsatz kommen [14]. Besonders intensiv wird zurzeit die
Eignung als Biokraftstoff untersucht. In dieser Anwendung könnte Isobutanol u. a. durch eine
größere Energiedichte als die des Bioethanols und eine geringe Hydrophilie eine interessante
Alternative sein, vor allem als Kraftstoff für Düsenflugzeuge [21], [24]. Schwerpunkte bei
dieser Entwicklung sind zum einen gentechnisch veränderte Hefen, deren Fähigkeit zur Bil-
dung von Ethanol reduziert und dafür die Fähigkeit zur Bildung von Isobutanol erhöht wurde
[27]. Ein weiterer Schwerpunkt besteht in der Optimierung der Abtrennung des fermentativ
gebildeten Isobutanols aus der Fermenterbrühe [28].
Der Markt für chemische, d. h. stoffliche Anwendungen wird auf 600 Millionen $ geschätzt,
der Markt für Kraftstoffe auf 1.300 Milliarden $ [24].