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| 21.02.2025, 10:17 Uhr | Lesedauer: ca. 2 Minuten |
  
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SKZ: Forschungsprojekt „ModiBioPol“ optimiert Biopolymerproduktion - Kooperation mit der Technischen Hochschule Nürnberg
 Schematische Darstellung des kontinuierlichen Herstellungsprozess - (Grafik: Felix Berthold, Technische Hochschule Nürnberg). Biobasierte und biologisch abbaubare Thermoplaste werden im Zuge der wachsenden Bedeutung nachhaltigen Wirtschaftens immer wichtiger. Allerdings sind die Produktionsprozesse noch nicht so effizient wie bei herkömmlichen Polymeren. Die Schwierigkeit liegt meist in der Gewinnung des Polymers aus der so genannten Fermentationsbrühe. Anzeige Im kürzlich abgeschlossenen Forschungsprojekt ModiBioPol" haben das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg und die Forschungsgruppe um Prof. Stute vom Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik der Technischen Hochschule Nürnberg ihre Ressourcen gebündelt und beachtliche Erfolge hinsichtlich effizienterer Produktionsverfahren von PHB erzielt.
Das Biopolymer Polyhydroxybutyrat (PHB) wird derzeit im so genannten Fed-Batch-Verfahren hergestellt, einem diskontinuierlichen Prozess. Die Herausforderung für die Wissenschaftler der beiden Institute bestand darin, diesen Prozess in einen kontinuierlichen Prozess zu überführen und gleichzeitig eine gleichmäßige Kettenlänge des Polymers zu erreichen. Dazu wurde ein kontinuierlicher Produktionsprozess entwickelt, der die Fermentationsbedingungen optimiert und die Polymerstruktur durch Steuerung der Verweilzeit und der Syntheseparameter im Reaktor beeinflusst. Darüber hinaus werden geeignete Aufarbeitungs- und Extraktionsmethoden erforscht, um einen unerwünschten Abbau der Polymerketten zu reduzieren. Die hergestellten Biopolymere wurden im Rahmen des Projektes intensiv getestet, das Verfahren am SKZ techno-ökonomisch bewertet und sogar der gesamte Lebenszyklus der Polymere betrachtet und hinsichtlich des ökologischen Fußabdrucks mit herkömmlichem Polypropylen verglichen. „Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen von ‚ModiBiopol‘. Es ist gelungen, die kontinuierliche Biosynthese von PHB mehr als 1.000 Stunden zu ermöglichen. Gleichzeitig sind wir auch mit den technisch/wirtschaftlichen, sowie den ökologischen Erkenntnissen so zufrieden, dass wir in naher Zukunft Folgeprojekte anstreben“, erklärt Dr. Oliver Tröppner, Gruppenleiter Materialentwicklung am SKZ. Kernpunkt der erfolgreichen Effizienzsteigerung war die Optimierung der Verfahrensschritte in der so genannten Aufreinigung (Downstream Processing) der synthetisierten Polymere. Die obere Abbildung zeigt den schematischen Ablauf des optimierten Herstellungsprozesses. Weitere Informationen: www.skz.de, www.th-nuernberg.de |
SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, Würzburg
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