Koreanisches Team entwickelt umweltfreundliches Kunststoffmaterial aus Biodiesel-Abfall

Umwandlung Die Plattform nutzt Glycerin, ein Nebenprodukt der Biodieselherstellung. Statt es wegzuschütten, haben das Team Mikroorganismen entwickelt, die es in 1,3-Propanediol (1,3-PDO) umwandeln, ein Material, das in Kunststoffen, Kosmetika und Textilien eingesetzt wird.

Die Forscher gaben an, den Fermentationsprozess so optimiert zu haben, dass er nicht nur für kleine Laborversuche, sondern auch für die großindustrielle Produktion geeignet ist. Das Team demonstrierte die Technologie in einem Pilotprozess mit einem Fassungsvermögen von 79 Gallonen (300 Litern), ein wichtiger Schritt vor der Anwendung in großen Fabriken.

Die Aufrechterhaltung einer hohen Produktionsrate in diesem Maßstab stellt einen entscheidenden Fortschritt für den kommerziellen Einsatz dar. Nach Angaben der Forscher könnte dieses System eine Alternative zu erdölbasiertem Naphtha darstellen, einem Schlüsselrohstoff in der petrochemischen Industrie.

Was die Studie zeigt

Computer-Simulationen verbesserten die Produktion: Die Wissenschaftler nutzten Simulationen, um festzulegen, welche Gene in den Mikroorganismen modifiziert werden sollen. Dieser Ansatz steigerte die Produktionseffizienz und erhöhte die Ausbeute während des Prozesses.

Ein weiterer wichtiger Schritt bestand darin, den Einsatz während der Fermentation überflüssig zu machen. Antibiotika werden in der industriellen Fermentation häufig eingesetzt, können jedoch Bedenken hinsichtlich der antimikrobiellen Resistenz hervorrufen und die regulatorische Zulassung in Bereichen wie Lebensmittel, Kosmetika und Pharmazeutika erschweren.

Durch die Entwicklung eines antibiotikafreien Fermentationssystems gehen die Forscher davon aus, dass die Plattform bei zukünftigen industriellen Anwendungen weniger regulatorischen Hürden ausgesetzt sein wird.

Technik und Auswirkungen

Eine jahrzehntelange Partnerschaft führte zu Patenten und Studien: Diese Forschung ist das Ergebnis 10 Jahren enger Zusammenarbeit zwischen KAIST und Hanwha Solutions, die im November 2015 begann. Wissenschaftler und Ingenieure beider Einrichtungen arbeiteten während der Experimente eng zusammen.

Im Rahmen der Partnerschaft reichte das Institut sechs Patentanmeldungen ein und veröffentlichte 13 Forschungsarbeiten. Diese Zusammenarbeit gilt als vorbildliches Beispiel für die Kooperation zwischen Industrie und Wissenschaft im Bereich der fortschrittlichen chemischen und biotechnologischen Forschung in Südkorea.

Jung-dae Kim, Leiter des Forschungsinstituts bei Hanwha Solutions, erklärte: „Diese Forschung ist ßer Bedeutung, da sie die Machbarkeit des Ersatzes bestehender petrochemischer Verfahren durch bio-basierte Rohstoffe bestätigt.

Was die Studie zeigt

Wir erwarten, dass sie in Zukunft eine wichtige Grundlage für die nachhaltige Produktion chemischer Materialien und deren industrielle Anwendung bilden wird." Die Forscher sehen einen Weg zu einer grüneren Herstellung.

Sie glauben, dass die Plattform zur Entwicklung umweltfreundlicherer Verfahren zur Chemikalienproduktion beitragen und die Nutzung ällen effizienter gestalten kann.

Lee betonte, dass dieser Erfolg zeige, dass die Herstellung über das Labor hinaus in die großtechnische Produktion überführt werden kann. „Zukünftig wird es dazu beitragen, verschiedene chemische Materialien auf eine umweltfreundlichere Weise herzustellen," fügte er hinzu. Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Chemical Engineering veröffentlicht.