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2015|16 Jahresbericht Fraunhofer IGB - BIOBASIERTE MONOMERE FÜR DIE POLYMERCHEMIE – VOM LABOR IN DEN PILOTMASSSTAB

10 0 BIOBASIERTE MONOMERE FÜR DIE POLYMER- CHEMIE – VOM LABOR IN DEN PILOTMASSSTAB Fa ian Haitz, rn ater, icole erner, usanne i ek Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen Mit den Begriffen Polymer oder Plastik verbinden Fachleute ie auch aien hemie in seiner urs rünglichsten Form at- sächlich werden im Rahmen der Synthesechemie erdölbasierte Monomere dargestellt und später mithilfe der makromoleku- laren hemie katal tisch zu langen etten, den Pol meren, miteinander verknü ft ie Pol merchemie ist somit sehr stark auf die etrochemisch hergestellten dukte iert ies führt zu starken hängigkeiten ie er endung von lokal verfüg- baren nachwachsenden Ressourcen würde diese Abhängig- keiten von rd l e ortierenden ändern verringern, zudem k nnte die Produktion nachhaltiger gestaltet erden Das europäische Projekt BioConSepT trägt genau diesem An- satz echnung und schlägt eine rücke z ischen iologie und hemie Innerhal des Pro ekts urde ausgehend von nach- achsenden ohstoffen der z eiten Generation, ie et a ignocellulose oder flanzlichen len, die im e ensmittelsek- tor keine n endung nden, die Herstellung verschiedener relevanter usgangs rodukte verfolgt Partner aus ganz Europa arbeiteten gemeinsam an einer Biologisierung dieser usgangs rodukte as Fraunhofer IG hatte innerhal des Konsortiums die Aufgabe, die biotechnologische Produktion von Pflanzen le o iden, , Furandicar onsäuren (F ) und langkettigen icar onsäuren ( ) im a orma sta zu eta- lieren und zu o timieren, um diese Prozesse anschlie end in den technischen a sta zu ü ertragen Für dieses cale u wurden Modellexperimente unter Verwendung skalierbarer eaktoren oder Fermenter im a or durchgeführt nhand hier ei ausge ählter dimensionsloser ennzahlen konnten ir die Prozesse in der ma stä lich gr eren Pilotanlage aus- legen m das Potenzial der iotechnologischen Prozesse zu demonstrieren, urde die chemo enz matische Herstellung der o ide erfolgreich im Pilotma sta durchgeführt 2,5-Furandicarbonsäuren und langkettige Dicarbonsäuren FDCA und DCA sind aufgrund ihrer Bifunktionalität wichtige nthese austeine Im Falle der F asiert das vielver- s rechende Potenzial auf der hohen trukturhomologie zur ere hthalsäure Im ahmen des Pro ekts konnten ir durch Zugabe von Hydroxymethylfurfural aus lignocellulosehaltiger iomasse erfolgreich eine Ganzzellkatal se mit Pseudomonas putida ent ickeln und eta lieren urch gezielte eaktions- führung konnte im Labor eine Ausbeute von mehr als 80 Prozent ei einer onzentration is zu g F erreicht erden icar onsäuren ha en ir e enfalls mit einem ganzzell io- katalytischen Verfahren durch Konversion aus langkettigen onocar onsäuren ( ) hergestellt er ikroorganismus Candida viswanathii führt diese Aufgabe mit einer hohen elektivität aus, o ei onzentrationen is zu g , ctadecensäure erreicht erden udem urden ono- carbonsäuren mit unterschiedlichen Kohlenstoffkettenlängen ( , ) erfolgreich zu den korres ondieren icar on- säuren umgesetzt po ide aus pflanzlichen len und eststoffen ie er endung einzelner nz me zur Herstellung von o i- den aus len urde e enfalls innerhal des Pro ekts verfolgt Epoxide stellen eine reaktive, sterisch gespannte Gruppe dar, die in Polymerisationsreaktionen unter Ringöffnung mit ande- ren olekülen verknü ft erden kann ie arstellung von 2 1 CHEMIE H2O2(c,V) 2,5-Furandicarbonsäure Terephthalsäure O O OH HO O OH HO O O H2O2(c,V) ˙ 100

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