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Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sind Biokraftstoffe erneuerbar

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Durchbruch in der Biotechnologie macht Abfallbiomasse zu hochwertigen Chemikalien

Forscher, die es geschafft haben, einen Prozess zur Umwandlung von Abfallstoffen in hochwertige Chemikalien zu vereinfachen, haben dem Schritt zu einer nachhaltigeren biobasierten Wirtschaft einen neuen Schub verliehen. Eine Zusammenarbeit zwischen dem Vereinigten Königreich und Brasilien hat gezeigt, dass Zuckerrohr- und Weizenstrohabfälle aus landwirtschaftlichen Prozessen direkt zu wertvollen Chemikalien verarbeitet werden können und sich der Wert um das 5000-fache erhöht.

Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sind Biokraftstoffe erneuerbar. Anstatt sich auf Rohöl zu verlassen, das endlich verfügbar ist. Die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von Biokraftstoffen ist jedoch derzeit im Vergleich zu fossilen Brennstoffen sehr herausfordernd.

Der neue Durchbruch zeigt, dass hochwertige Chemikalien wie Chemikalien für die Lebensmittelindustrie und Vorprodukte für therapeutische Humanarzneimittel in einem einzigen „Eintopf“ -Prozess direkt aus Abfallbiomasse hergestellt werden können. Dieser Mehrwert bietet das Potenzial, die Wirtschaftlichkeit der Biokraftstoffproduktion aus pflanzlichen Quellen zu verbessern.

Dieses landwirtschaftliche Nebenprodukt wird derzeit eher verbrannt als wiederverwendet. Das neue Verfahren bietet alternative Wege zu Feinchemikalien, die derzeit aus petrochemischen Quellen stammen, und bietet darüber hinaus das Potenzial, den Prozess der Herstellung von Biokraftstoffen aus Pflanzen, insbesondere aus Zuckerrohr und Weizenstroh, die in Brasilien bzw. im Vereinigten Königreich häufig vorkommen, aufzuwerten.

Aus den chemischen Bausteinen werden in der klinischen Entwicklung Alltagsprodukte aus Luftfrischer, Weichspüler, Aromastoffen für Lebensmittel und lebensrettenden Arzneimitteln sowie neuen Medikamentenkandidaten hergestellt.

Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Green Chemistry veröffentlicht. Dr. Neil Dixon, der die Studie des Manchester Institute of Biotechnology (MIB) der Universität Manchester leitete, sagte: „Die nachhaltige Produktion von Feinchemikalien und Biokraftstoffen aus erneuerbarer Biomasse bietet eine potenzielle Alternative zu Fortsetzung der Nutzung endlicher geologischer Ölreserven. Um jedoch mit den derzeitigen petrochemischen Raffinerieprozessen mithalten zu können, müssen alternative Bioraffinerieprozesse erhebliche Kosten- und Produktivitätsbarrieren überwinden. “

Die nachhaltige Produktion von Feinchemikalien und Biokraftstoffen aus erneuerbarer Biomasse bietet eine potenzielle Alternative zur weiteren Nutzung endlicher geologischer Ölreserven. Um jedoch mit den derzeitigen petrochemischen Raffinerieprozessen mithalten zu können, müssen alternative Bioraffinerieprozesse erhebliche Kosten- und Produktivitätsbarrieren überwinden.

Dr. Neil Dixon „Dieses neue System stellt eine konsolidierte Strategie für die biologische Abbaubarkeit und Biotransformation zur Herstellung hochwertiger Feinchemikalien aus Biomasse von Abfallpflanzen dar und bietet das Potenzial, Umweltabfälle zu minimieren und agroindustrielle Rückstände aufzuwerten.“

Das internationale Wissenschaftlerteam hat erstmals die Herstellung des vielseitigen chemischen Bausteins Coniferol direkt aus trockener Pflanzenmasse-Biomasse demonstriert. Nach der biokatalytischen Behandlung der Abfallstoffe werden Ferulasäuren freigesetzt und mit hoher Effizienz in Coniferol umgewandelt. Der gesamte Prozess kann vergleichsweise kostengünstig in einem einzigen Gefäß ablaufen.

Der Schritt in Richtung einer zirkulären Bioökonomie wird von Politik und Regulierung vorangetrieben, die wiederum von Bedenken hinsichtlich begrenzter petrochemischer Rohstoffvorräte und Auswirkungen auf die Umwelt beeinflusst werden. Wichtige wissenschaftliche und biologische Herausforderungen müssen noch bewältigt werden, wenn alternative biobasierte Strategien mit bestehenden Prozessen konkurrenzfähig werden sollen.

Diese Studie berichtet über eine konsolidierte Bioabbau-Biotransformations-Strategie zur effizienten Herstellung hochwertiger chemischer Bausteine ​​direkt aus geringwertiger Abfallbiomasse, die das Potenzial bietet, Umweltabfälle zu minimieren und agroindustrielle Rückstände aufzuwerten.

Die Arbeit ist Teil des von der BBSRC und der FAPESP in Brasilien finanzierten 5-Jahres-Stipendiums von UK-Brazil. Großbritannien hat über £ 2 Mio. in dieses Projekt investiert, das an die University of Manchester, die University of Warwick und die UCL vergeben wurde.

Die Veröffentlichung Consolidated production von Coniferol und anderen hochwertigen aromatischen Alkoholen direkt aus Lignocellulose-Biomasse von N Dixon et al. Ist in Green Chemistry veröffentlicht.
Weitere Lektüre Studie der Universität von Manchester

erschienen am: 2019-12-02 im europaticker



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