Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Weiße Biotechnik - Chance für eine sauberere Industrieproduktion

08.03.2005


Biotechnische Verfahren können industrielle Produktionsprozesse umweltgerechter gestalten



Biotechnische Verfahren können in der industriellen Produktion ökologisch und sicherheitstechnisch den chemischen Verfahren deutlich überlegen sein. Dies zeigt eine Studie zur so genannten "Weißen Biotechnik", die das Bayerische Institut für Angewandte Umweltforschung und -technik (BIfA) im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) erarbeitet hat. Ein Beispiel: Die biotechnische Produktion des Vitamins B2 - das als Lebens- und Futtermittelzusatz bei Vitaminmangel eingesetzt wird - schnitt in fünf von sechs Ökobilanz-Wirkungskategorien besser ab als das klassisch chemische Herstellungsverfahren.



Die Biotechnik - das ist die Nutzung biologischer Organismen, Systeme und Verfahren zur Produktion von Waren und Dienstleistungen - zählt neben der Nanotechnik sowie der Informations- und Medizintechnik zu den wichtigsten Innovationsfeldern des 21. Jahrhunderts. Als typische Querschnitttechnik erfasst ihr Fortschritt eine Vielzahl von Wirtschaftsbereichen: Chemie, Pharmazie, Human- und Veterinärmedizin, Lebensmittelindustrie, Umweltschutz, Land- und Forstwirtschaft.

Die industrielle Biotechnik - auch weiße Biotechnik genannt - betrifft den Einsatz biologischer Prozesse im Rahmen technischer Verfahren und industrieller Produktion. So grenzt sie sich gegen die blaue Meeresbiotechnik, die graue Umweltbiotechnik, die grüne Agrarbiotechnik und die rote medizinische Biotechnik ab.

Biotechnische Produktionsprozesse sind nicht per se umweltverträglich. Daher müssen auch sie einer ökologischen Bewertung unterzogen werden, um ihren Einsatz zu rechtfertigen. Eine solche Bewertung wurde in einem Forschungsvorhaben des UBA vorgenommen. Beispielhaft wurde die biotechnische Produktion von Vitamin B2 und eines Leistungsförderers bei der Tiermast, ein Verfahrensschritt bei der Lederherstellung sowie der Einsatz von Enzymen in Waschmitteln mit der jeweiligen nicht-biotechnischen Alternative verglichen. Die vergleichende Bewertung orientierte sich an den Normverfahren zur Durchführung von Ökobilanzen (DIN EN ISO 14040 bis 14043).

Bei der Vitamin B2-Produktion schnitt der biotechnische Prozess in fünf von sechs Ökobilanz-Wirkungskategorien besser ab als das chemische Verfahren. Die Umweltentlastung resultierte aus einem verminderten Chemikalien-, Energie- und Wasserverbrauch und kürzeren Prozesslaufzeiten.

Bei der Lederherstellung ebenso wie bei Waschmitteln ergaben sich für den biotechnischen, enzymatischen Prozess bei allen untersuchten Wirkungskategorien günstigere Werte als beim jeweiligen enzymfreien Verfahren. Das gleiche Ergebnis wurde für den biotechnisch produzierten Leistungsförderer festgestellt.

Die Analyse human- und ökotoxikologischer Einzelstoffe in allen vier untersuchten Prozessen ergab in der überwiegenden Zahl der bewerteten Stoffe günstigere Werte für den biotechnischen Prozess. Nur in Einzelfällen erwies sich der chemische Prozess als überlegen. Allerdings waren die Unterschiede hier gering und betrafen nicht den Produktionsprozess selbst, sondern die Herstellung landwirtschaftlicher Vorprodukte. Durch Nutzung landwirtschaftlicher Restbiomasse könnte hier eine Optimierung erreicht werden.

Für den sicherheitstechnischen Anlagenvergleich einer biotechnischen und chemischen Vitamin B2-Anlage wurde das prozess- und stoffbezogene sowie das biologische Gefahrenpotential analysiert. Während das biotechnische Verfahren bei Normaldruck und Raumtemperatur abläuft, findet der chemische Prozess bei hohen Drücken und zum Teil hohen Temperaturen statt. Der chemische Prozess weist zudem die Verwendung einer deutlich höhere Zahl an gefährlichen Stoffen auf. Die beim biotechnischen Verfahren eingesetzten biologischen Arbeitsstoffe haben nur ein geringes bis vernachlässigbares Sicherheitsrisiko. Somit erwies sich das großtechnisch eingesetzte biotechnische Verfahren der Vitamin B2-Herstellung auch in Bezug auf die Sicherheit deutlich als vorteilhafter.

Der in dem Forschungsvorhaben durchgeführte Vergleich biotechnischer und chemischer Anlagen, Prozesse und Produkte belegt, dass die Biotechnik deutliche ökologische Vorteile gegenüber der chemischen Alternative haben kann. Die Nutzung der Optimierungspotentiale bei biotechnischen Prozessen und der Einsatz nachwachsender Rohstoffe als Ausgangmaterialien für die Produktion können diese positiven Effekte noch verstärken.

Der Endbericht des Forschungsvorhabens kann im Internet unter der Adresse http://www.umweltbundesamt.de heruntergeladen werden.

Jana Schmidt | idw
Weitere Informationen:
http://www.umweltbundesamt.de

Weitere Berichte zu: Biotechnik Produktionsprozess Prozess Vitamin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Erste "Rote Liste" gefährdeter Lebensräume in Europa
16.01.2017 | Universität Wien

nachricht Kann das "Greening" grüner werden?
11.01.2017 | Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung - UFZ

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

moove und Sony Lifelog machen mobil

17.01.2017 | Unternehmensmeldung

Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

17.01.2017 | Physik Astronomie

Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?

17.01.2017 | Geowissenschaften