cav – Prozesstechnik für die Chemieindustrie 09.2021
Die Fachzeitschrift cav - Prozesstechnik für die Chemieindustrie berichtet über Verfahren, Anlagen, Apparate und Komponenten für die chemische und pharmazeutische Industrie. Weitere Themen sind IT-Technologien, Industrie 4.0, digitale Produktion, MSR- und Automatisierungstechnik und Prozessanalysentechnik. Abgerundet wird das inhaltliche Spektrum durch Ex-Schutz, Anlagensicherheit, Arbeitsschutz, Instandhaltung, Standortmanagement und Energiemanagement.
Die Fachzeitschrift cav - Prozesstechnik für die Chemieindustrie berichtet über Verfahren, Anlagen, Apparate und Komponenten für die chemische und pharmazeutische Industrie. Weitere Themen sind IT-Technologien, Industrie 4.0, digitale Produktion, MSR- und Automatisierungstechnik und Prozessanalysentechnik. Abgerundet wird das inhaltliche Spektrum durch Ex-Schutz, Anlagensicherheit, Arbeitsschutz, Instandhaltung, Standortmanagement und Energiemanagement.
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Bild: Lanzatech<br />
Bild: BASF/Lanzatech<br />
Erste kommerzielle Gasfermentationsanlage<br />
zur Herstellung von Ethanol aus Abgasen<br />
der Stahlindustrie, SGLT, Shougang, China<br />
Schematische Darstellung der Gasfermentation als Plattformtechnologie<br />
gen zur Produktion von wertvollen Chemikalien<br />
wie n-Oktanol durch Gasfermentation<br />
zu legen. Gasfermentation ist ein biotechnologischer<br />
Syntheseschritt, der eine<br />
gasförmige Kohlenstoffquelle (CO bzw.<br />
CO 2 ) als Substrat sowie Wasserstoff als Energiequelle<br />
und Reduktionsäquivalent nutzt.<br />
Dabei setzen Mikroorganismen, beispielsweise<br />
bestimmte anaerobe Clostri<strong>die</strong>n-<br />
Stämme, den gasförmigen Kohlenstoff mit<br />
Wasserstoff zu bestimmten Produkten um.<br />
Allerdings stellen <strong>die</strong> Organismen üblicherweise<br />
nicht das gewünschte n-Oktanol her.<br />
Erster Meilenstein<br />
Lanzatech ist es jedoch gelungen, <strong>die</strong> Mikroorganismen<br />
mithilfe biotechnologischer<br />
Methoden so zu verändern, dass sie genau<br />
das tun. Dabei kommt ein spezieller Stoffwechselweg<br />
zum Einsatz, der an der University<br />
of South Florida entwickelt wurde: <strong>die</strong><br />
sogenannte reverse ß-Oxidation. Damit ist<br />
ein erster, wichtiger Meilenstein erreicht.<br />
Im Labormaßstab konnte n-Oktanol mittels<br />
Gasfermentation hergestellt werden. Gleichzeitig<br />
haben Wissenschaftler der BASF ein<br />
Verfahrenskonzept entwickelt, das eine kontinuierliche<br />
Herstellung und Reinigung des<br />
Produkts ermöglicht, denn n-Oktanol ist <strong>für</strong><br />
<strong>die</strong> Mikroorganismen giftig. Das heißt, je<br />
mehr Wertprodukt entsteht, desto toxischer<br />
wird das Milieu, und letztendlich würden<br />
<strong>die</strong> Mikroorganismen zugrunde gehen. Das<br />
neue Verfahrenskonzept ermöglicht dennoch<br />
<strong>die</strong> kontinuierliche Herstellung von n-Oktanol<br />
durch <strong>die</strong> direkte Verknüpfung der Fermentation<br />
mit der Abtrennung und Aufreinigung<br />
von n-Oktanol <strong>–</strong> im Fachterminus<br />
in-situ product recovery genannt. Ziel dabei<br />
ist, das <strong>für</strong> <strong>die</strong> Mikroorganismen toxische<br />
n-Oktanol nahezu zeitgleich mit seiner Synthese<br />
aus dem Fermentationsmedium zu<br />
entfernen.<br />
Das Verfahren hat drei Vorteile: Erstens, es<br />
läuft bei niedrigen Drücken und Temperaturen<br />
(< 0,1 Mpa,
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