Enzymatische Hydrolyse und Fermentation von Lignocellulose

Auf der Suche nach Alternativen für fossile Rohstoffe sind erneuerbare lignocellulosehaltige Materialien, wie zum Beispiel Holz, in den Fokus der Forschung gerückt. Diese Rohstoffe bestehen zu einem Großteil aus Zuckern, die unter anderem für die Produktion von Chemikalien und (Bio-) Treibstoffen verwendet werden können. Um die Polysaccharide der hölzernen Biomasse für industrielle Anwendungen nutzbar zu machen, sind drei Prozessschritte notwendig: Vorbehandlung bzw. Fraktionierung, Hydrolyse der Polysaccharide und Produktgenerierung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den beiden letzten Prozessschritten und deren Prozessintegration. Als Rohstoff dienen Cellulose-Faserstoffe, die durch Organosolv-Vorbehandlung von Buchenholz oder durch Dampfdruck-Behandlung von Pappel- und Fichtenholz gewonnen werden. Aus diesen werden mittels enzymatischer Hydrolyse die enthaltenen Zucker freigesetzt. Die anschließende Co-Fermentation zweier Hefen dient dann der Produktion von Ethanol. Die durch experimentelle Optimierung erhobenen Daten werden zur Modellierung des Prozesses sowie zur Stoffstromsimulation genutzt.