Hydrolyse von agrarischen Rest- und Rohstoffen

Katalysatorscreening für die Verzuckerung von Weizenkaff

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Beschreibung

Die ökonomische Nutzung der nachwachsenden Rohstoffe ist eine der Herausforderungen der chemischen Industrie.
Auf der Entwicklung von preiswerten Substraten und effizienten Prozessen mit hohen Produkt­ausbeuten liegt der Focus dieser Arbeit. Dazu sind zwei Schritte entscheidend, zum einen die Hydrolyse der nach­wachsenden Rohstoffe, um hohe Zuckerkonzentrationen bei gleichzeitiger geringer Bildung von Zucker- sowie Ligninabbauprodukten zu generieren, und zum anderen die anschließende Fermentation der Lösungen mit hohen Zucker­konzentrationen zur Erzeugung von Plattform­chemikalien.
Anhand des agrarischen Reststoffs Weizenkaff wurden daher die chemischen (sauer, basisch und Organosolv), physikalischen (Heißwasseraufschluss, LHW – engl. Liquid Hot Water) und bio­logischen (enzymatisch) Aufschlussverfahren verglichen. Die höchste Zucker­konzen­tration von 92 g/L wurde mit einer Kombination aus Organosolv-Vorbehandlung und enzymatischer Hydrolyse mit der neu charakterisierten Enzymmischung Biogazyme 2x erzielt. Diese Zucker­konzentration wurde mit verschiedenen statistischen (Box-Behnken, Neumann-, sowie t-Test) und analytischen Methoden (HPAEC-PAD, HPLC-UV-RI, GC/MS, GPC-RI, Photometer) abgesichert.
Die erhaltenen Hydrolysate können ohne weitere Aufkonzentrierungsschritte in einer anschließenden Fermentation eingesetzt werden.