Prozessdemonstration Isobuten

Isobuten ist einer der wichtigsten petrochemischen Grundstoffe. Die Firma Global Bioenergies S.A. hatte am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna eine Demonstrationsanlage errichtet, mit der Isobuten erstmals aus nachwachsenden Rohstoffen anstatt aus Erdöl hergestellt wird.

Neuartiger fermentativer Herstellungsprozess  

Im Gegensatz zur erdölbasierten Herstellung erfolgte der neuartige Prozess mittels einer fermentativen Herstellung. Verschiedene Zucker der ersten und zweiten Generation dienten als Ausgangsstoff und wurden durch gentechnisch veränderte Mikroorganismen in das kleine aber multipotente Molekül Isobuten umgewandelt.

Der Stoffwechselweg von Zuckern zu Isobuten wurde durch die Firma Global Bioenergies S.A. mithilfe molekularbiologischer Methoden entwickelt. Fermentativ hergestelltes Isobuten dient als Ausgangsstoff für biobasierte Zusätze von Treibstoffen und für verschiedene Komponenten von Kosmetika.

Die Demonstrationsanlage mit einer nominalen Kapazität von 100 Tonnen pro Jahr sowie einem Fermentationsvolumen von 5000 Litern wurde zum Zwecke der Skalierung und Optimierung des zuvor durch Global Bioenergies im Labor entwickelten Prozesses erbaut.

Das Fraunhofer CBP hat den Aufbau und die Inbetriebnahme der Anlage unterstützt und betrieb die Demonstrationsanlage von 2017 bis 2021 im Auftrag des Unternehmens. Die wissenschaftliche Auswertung und Validierung der Prozesskampagnen erfolgte in enger Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer CBP und Global Bioenergies. Auf diese Weise wurde das Verfahren prozesstechnisch kontinuierlich weiter optimiert.

Direkt angeschlossene Produktaufreinigung

Einzigartig in Europa war die direkt angeschlossene Produktaufreinigung zur Verflüssigung des reinen Isobutens. Aufgrund des aeroben Fermentationsprozesses in Kombination mit dem leicht entzündlichen Isobuten stand die Sicherheitstechnik im besonderen Fokus.

In den vergangenen Forschungsjahren konnten ausreichende Mengen an Isobuten generiert werden, um die Weiterverarbeitung und den Einsatz in biobasierten Treibstoffen sowie Kosmetika zu validieren und deren Marktreife voranzutreiben.