Optimierung und Scale-up der fermentativen Herstellung von Plattformchemikalien und Biotensiden

Die biotechnologische Herstellung von Plattformchemikalien und Biotensiden bietet neben milden Reaktionsbedingungen und hoher Spezifität auch den Vorteil, Substrate auf Basis nachwachsender Rohstoffe einzusetzen. Die Produktvielfalt ist aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Mikroorganismen nahezu unerschöpflich und auch durch chemische Synthese schlecht zugängliche Produkte können gewonnen werden. In unserer Arbeitsgruppe zählen dazu organische Säuren wie Äpfel- und Itakonsäure sowie Furan- und andere Dicarbonsäuren. Desweiteren besitzen wir seit vielen Jahre eine Expertise in der mikrobiellen Biotensidherstellung. Verschiedene Brandpilze der Gattungen Ustilago sp. und Pseudozyma sp. sekretieren natürlichweise die Biotenside Mannosylerythritollipid (MEL) und Cellobioselipid (CL), so dass diese aus dem Nährmedium extrahiert werden können. Charaktierisierungen von verschiedensten MEL- und CL-Varianten zeigten ein breites Anwendungspotential z.B. als Reinigungsmittel, in Kosmetika oder als Emulgatoren.

In unseren Laboren etablieren wir Fermentationsprozesse für Bakterien- und Hefekultivierungen vom Labor- bis in den Technikumsmaßstab. Die dimensionsanalytische Maßstabsübertragung nutzen wir auch, um Fermentationen im Pilotmaßstab auszulegen. Diese ausgelegten hochskalierten Prozesse können in der eigenen Pilotanlage am Fraunhofer CBP oder bei Projektpartnern und Kunden durchgeführt werden. Wann immer möglich nutzen wir nachwachsende Rohstoffe wie Lignocellulose-basierte Zuckerlösungen oder Pflanzenöle als Substrat im Nährmedium.

Forschungsschwerpunkte

Biotenside – Herstellung und Optimierung

Langkettige Dicarbonsäuren aus pflanzlichen Ölen

Furandicarbonsäure

Itakonsäure

Äpfelsäure, Xylonsäure

Referenzprojekte

O4S – Organic for surfactants

Laufzeit: Januar 2012 – Dezember 2014

Das Projekt »Organic for surfactants (O4S)« zielt darauf ab, eine nachhaltige Alternative für chemisch und zumeist aus Erdöl hergestellte Tenside zu entwickeln.

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BioSurf – Biotenside aus Mikroorganismen

Laufzeit: 2011 – 2014

Im Projekt BioSurf entwickelt das Fraunhofer IGB mit seinen Projektpartnern Biotenside aus Mikroorganismen sowie enzymatisch hergestellte Tenside auf der Basis nachwachsender Rohstoffe.

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Integrierte Bioproduktion

Laufzeit: Januar 2009 – Dezember 2012

Das Verbundprojekt  beschäftigt sich mit der Vision der »Integrierten Verbundproduktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe« und der durchgängigen Entwicklung vom Labor- bis zum Produktionsmaßstab.

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