Bioraffinerie – ein neuer Weg in der Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Prof. Dr. An-Ping Zeng von der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) ist seit Jahresbeginn Koordinator des neuen EU-Projektes „Integrierte biologische Umwandlung von Glycerin in höherwertige Produkte sowie Biogas im Pilotmaßstab“.

Ziel des mit insgesamt 2 Millionen Euro – im 7. EU- Forschungsrahmenprogramm, Bereich „Energie“ – geförderten Forschungsvorhabens – ist die nachhaltige Produktion von neuen Werkstoffen aus Glycerin ohne Reststoffe und dies bei möglichst niedrigem Energieeinsatz.

Glycerin fällt in erheblichen Mengen als Abfallprodukt bei der Verwertung von tierischen Fetten und pflanzlichen Ölen an, zum Beispiel bei der Herstellung von Biodiesel aus Rapsöl. Allein in Deutschland werden pro Jahr etwa 3 Millionen Tonnen Biodiesel aus der gelb blühenden Pflanze gewonnen und dabei entstehen etwa 300 000 Tonnen Glycerin. Aus diesem Abfallprodukt werden Wertstoffe wie das 1,3-Propandiol gewonnen – ein hervorragendes Material für Kunststoffe, besonders geeignet zur Herstellung von Autolacken, Teppichen und Textilien.

Das Problem ist, dass sich nur ein Teil von Glycerin in 1,3-Propandiol umwandeln lässt und immer noch erhebliche Mengen nicht verwertbarer Stoffe übrig bleiben. Außerdem werden bei dieser Umwandlung viel Wasser und Energie verbraucht. Um diesen Prozess effizienter zu gestalten, sucht eine europäische Forschergruppe unter Leitung des TUHH-Forschers An-Ping Zeng nach neuen Wegen für eine nachhaltige Produktionsweise.

An-Ping Zeng, der 2006 einem Ruf an die TUHH folgte, forscht seit mehr als 15 Jahren auf dem Gebiet der biologischen Umwandlung von Abfallprodukten in Wertstoffe und Energie. „Genau das ist auch unser Ziel bei diesem Projekt“, sagt Zeng, Leiter des Instituts für Bioprozess- und Systemtechnik. „Wir wollen durch ein integriertes Herstellungsverfahren potenzielle Reststoffe höherwertigen Zwecken zuführen.“ Der Bioprozess der Umwandlung von Glycerin in 1,3-Propandiol wird künftig so gestaltet, dass an dessen Ende kein Reststoff mehr übrig bleibt, vielmehr Energie – konkret Biogas – und Düngemittel gleichzeitig gewonnen werden. Die Energie wird in den Prozess zurückgeführt.

Die ersten Hürden der Forscher sind biologischer Natur. „Wir nutzen im Bioreaktor eine mikrobielle Gemeinschaft, in der sich zwei oder mehrere von Natur aus eher distanzierende Bakterien nähern und zusammen leben“, sagt Zeng. Sobald zum Beispiel zwei Mikroorganismen aus den Gattungen Clostridien und Methanosarcina „kooperieren“, ist die Forschergruppe um Zeng in ihren Vorhaben einen wesentlichen Schritt weiter.

Das Bioraffinerie-Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren. Daran beteiligt sind außer der TU Hamburg-Harburg die Hochschule Agricultural University of Athens/ Griechenland, die Landwirtschaftliche Fachschule Tulln/Österreich sowie die Unternehmen Agraferm technologies, Luxembourg, Frings Biotec GmbH, Berlin, und die Biokraftwerke Fürstenwalde GmbH.

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Prof. Dr. An-Ping Zeng
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