Bioenergetik: Offener Zugang  

Abstrakt

Produktion von Biokraftstoffen durch biokatalytische Prozesse im Mikro-, Labor-, Pilot- und industriellen Maßstab

Bruno Zelic

Die Produktion von Biokraftstoffen aus verschiedenen erneuerbaren Quellen wird immer interessanter, insbesondere da die Verfügbarkeit und Zugänglichkeit fossiler Brennstoffe deutlich zurückgeht. Biologisch abbaubar, geringe Schadstoffemissionen und Ungiftigkeit machen Bioethanol zu umweltfreundlicheren Kraftstoffen. Feststoffmaterialien, was es auch wirtschaftlich machbar macht. Bisher wurde diese Technologie zur Produktion von Enzymen, organischen Säuren, Pilzen, Geschmacks- und Aromastoffen, Pigmenten, Polysacchariden, Hormonen, Lebensmitteln für Menschen und Tierfutter verwendet. Es wurden verschiedene Arten von Bioreaktoren entwickelt und erfolgreich für die Feststofffermentation einer breiten Palette von Substraten und zur Produktion von Mehrwertprodukten eingesetzt. Die Feststofffermentation wird als Teil des anaeroben Abbaus von Labor-, Pilot- und Getreide, Molke und Kuhmist sowie Maissilage und Kuhmist demonstriert und intensiviert den Biodiesel-Produktionsprozess. Frühere Studien zur Anwendung von Mikroreaktoren haben jedoch die Verwendung chemischer Katalysatoren untersucht. Milde Reaktionsbedingungen, keine Nebenprodukte, Wiederverwendbarkeit, einfache Trennung und Reinigung des entstehenden Biodiesels sowie geringerer Energieverbrauch sind einige
der vielen Vorteile, die das Enzym Lipase – ein Biokatalysator – im Prozess der Biodieselherstellung zu einer besseren Wahl als herkömmliche chemische Katalysatoren machen. Verschiedene Mikroreaktorsysteme, die eine handelsübliche Lipase und eine durch Feststofffermentation hergestellte Lipase verwenden, wurden zur Umesterung von frischem und gebrauchtem Speiseöl verwendet, während Biodiesel mithilfe einer integrierten Mikrotrenneinheit getrennt wurde. Ausgewählte Beispiele demonstrieren anschaulich umweltfreundliche und wirtschaftliche Technologien, die zur effizienten Produktion von Biokraftstoffen im Mikro-, Labor-, Pilot- und Industriemaßstab eingesetzt werden.