Hydrolyse von agrarischen Rest- und Rohstoffen

Die ökonomische Nutzung der nachwachsenden Rohstoffe ist eine der Herausforderungen der chemischen Industrie. Auf der Entwicklung von preiswerten Substraten und effizienten Prozessen mit hohen Produktausbeuten liegt der Focus dieser Arbeit. Dazu sind zwei Schritte entscheidend, zum einen die Hydrolyse der nachwachsenden Rohstoffe, um hohe Zuckerkonzentrationen bei gleichzeitiger geringer Bildung von Zucker- sowie Ligninabbauprodukten zu generieren, und zum anderen die anschließende Fermentation der Lösungen mit hohen Zuckerkonzentrationen zur Erzeugung von Plattformchemikalien. Anhand des agrarischen Reststoffs Weizenkaff wurden daher die chemischen (sauer, basisch und Organosolv), physikalischen (Heißwasseraufschluss, LHW – engl. Liquid Hot Water) und biologischen (enzymatisch) Aufschlussverfahren verglichen. Die höchste Zuckerkonzentration von 92 g/L wurde mit einer Kombination aus Organosolv-Vorbehandlung und enzymatischer Hydrolyse mit der neu charakterisierten Enzymmischung Biogazyme 2x erzielt. Diese Zuckerkonzentration wurde mit verschiedenen statistischen (Box-Behnken, Neumann-, sowie t-Test) und analytischen Methoden (HPAEC-PAD, HPLC-UV-RI, GC/MS, GPC-RI, Photometer) abgesichert. Die erhaltenen Hydrolysate können ohne weitere Aufkonzentrierungsschritte in einer anschließenden Fermentation eingesetzt werden.