Enzymatische Detoxifizierung von Lignocellulose-Aufschlusslösungen

REM-Aufnahme eines EC-EA-Trägerpartikels nach einer Laccase-katalysierten Umsetzung einer Organosolv-Aufschlusslösung mit 20 mM phenolischen Komponenten.
REM-Aufnahme eines EC-EA-Trägerpartikels nach einer Laccase-katalysierten Umsetzung einer Organosolv-Aufschlusslösung mit 20 mM phenolischen Komponenten.

Die Lignocellulose-Aufschlusslösung kann durch den Aufschlussprozess toxische Abbauprodukte wie Furfural oder Hydroxymethyl-Furfural enthalten, welche das Wachstum von Mikroorganismen beeinträchtigen können.

Für die Entfernung wachstumsinhibierender Stoffe wurde am Fraunhofer IGB ein Verfahren zur Detoxifizierung mit einer immobilisierten Laccase aus Trametes versicolor etabliert. Durch die laccasekatalysierte Polymerisierung und Ausfällung können störende Aromaten einfach über Filtration entfernt werden. Es wurde eine minimale Enzymkonzentration ermittelt, die für die Entfernung von mehr als 80 Prozent der aromatischen Substanzen aus der Lösung ausreicht. Die restlichen toxischen Substanzen können dann z. B. durch Adsorption an Trägermaterialien aus den Fraktionen entfernt werden.

Die hemizellulosereiche Aufschlusslösung kann anschließend in Fermentationen mit bestimmten Mikroorganismen verwendet werden. Dies ist ebenfalls Teil der Arbeiten am Fraunhofer IGB.

Publikationen

Ludwig D, Amann M, Hirth T, Rupp S, Zibek S (2013) Development and optimization of single and combined detoxification processes to improve the fermentability of lignocellulose hydrolyzates. Bioresource Technology, vol 133. doi:http://dx.doi.org/10.1016/j.biortech.2013.01.053

Referenzprojekte

Lignocellulose-Bioraffinerie

 

Ziel war es, einen Prozess zur vollständigen stofflichen Nutzung aller Komponenten der Lignocellulose durch Gewinnung von biobasierten Produkten auf Cellulose-, Hemicellulose- und Ligninbasis innerhalb  einer Bioraffinerie zu entwickeln und zu etablieren.

 

Laufzeit: Januar 2010 – Dezember 2013