Gewinnung von präbiotischen Kohlenhydraten aus Nebenprodukten von Bioraffinerien

Kontakt: Andreas Zimmermann, M.Sc.

Hintergrund

Vor dem Hintergrund einer stetig wachsenden Weltbevölkerung sollen Bioraffinerien die steigende Nachfrage nach Energie und Rohstoffen decken und gleichzeitig eine gesicherte Nahrungsmittelversorgung gewährleisten, Emissionen möglichst reduzieren sowie Ressourcen schonen. Um bereits existierende und künftige Bioraffinerien wirtschaftlicher zu gestalten, gilt es, neben der Optimierung bestehender Prozesse und der Nutzung alternativer Rohstoffe, vor allem die Produktpalette zu vergrößern und entsprechende neue Prozesse zu entwickeln.

Forschungsziel

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die Seitenströme von getreideverarbeitenden Bioraffinieren wie etwa Bioethanolanlagen höherwertig als bisher (i. d. R. Dünger, Tierfutter) genutzt werden. Dabei sollen gezielt Oligo- und Polysaccharide mit präbiotischen Eigenschaften für den Nahrungs- und Futtermittelmarkt gewonnen werden (Abb. links). Damit trägt dieses Projekt nicht nur zur möglichst abfallfreien Nutzung von Biomasse bei, sondern erhöht durch ein breiteres Produktportfolio auch die Wirtschaftlichkeit von entsprechenden Anlagen.

Vorgehen

Für dieses Vorhaben werden zunächst unter Einsatz einer geeigneten Analytik verschiedene Seitenströme (z. B. Schlempe) hinsichtlich ihres Gehalts an Oligo- und Polysacchariden charakterisiert. Der Fokus liegt auf sogenannten Fructanen (C6-Polysaccharide) und Pentosanen (C5-Polysaccharide). Basierend auf dieser Analytik gilt es aus potentiellen Stoffströmen mit unterschiedlichen (bio)chemischen und mechanischen Verfahren die genannten Polysaccharide abzutrennen (Abb. rechts). Anschließend soll daraus ein Prozess im Sinne einer integrierten Bioraffinerie entwickelt und ökonomisch bewertet werden.

Abb.: Schematische Darstellung des Projektziels (links) Übersicht möglicher Prozessoptionen zur Gewinnung von präbiotischen Kohlenhydraten (rechts)