Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Prozessintegrierte Modifikation des Biopolymers Polyhydroxybutyrat (PHB)

Im beantragten Forschungsvorhaben ModiBioPol sollen biobasierte und biologische abbaubare Thermoplaste aus der Gruppe der Polyhydroxyalkanoate (PHA) durch gezielte Optimierung ihrer Herstellungsbedingungen effizienter als bisher produziert werden. Zudem soll ihre Polymerstruktur durch im Projekt zu erarbeitende Maßnahmen gesteuert werden können, um die Materialeigenschaften gezielt vorherzusagen und einzustellen. Aufbauend auf einem bestehenden kontinuierlichen Prozess zur Produktion von Polyhydroxybutyrat (PHB) unter Nutzung von Rohglycerin soll zunächst über die Medienzusammensetzung die Anzahl der Zellen und damit der PHA-Produzenten maximiert werden. Über eine Steigerung der Wachstumsrate und somit einer Erhöhung der Durchflussrate im kontinuierlichen Prozess soll die Gesamtproduktivität des Verfahrens erhöht werden. Neben der Optimierung des bestehenden Prozesses soll die Beeinflussung der Polymereigenschaften mittels Integration weiterer Monomere durch Verwendung von Cosubstraten (z.B. Propansäure) und die Steuerung der Polymerkettenlänge durch Variation der Verweilzeit im Reaktor untersucht werden. Zusätzlich dazu soll eine geeignete Strategien zur Aufbereitung und Extraktion des Polymers aus der Biomasse entwickelt werden, die eine oftmals auftretende, aber unerwünschte Degradation der Polymerkette reduziert. Außerdem soll abschließend eine technoökonomische Analyse und Ökobilanz durchgeführt werden. Biokunststoffe werden am Markt bereits sehr stark nachgefragt, sodass dieses Vorhaben einen bedeutenden Beitrag zur Verfügbarkeit und Weiterentwicklung von Biokunststoffen leistet, was zahlreiche Industrieunternehmen betrifft. Im Kern adressiert das Projekt die Problematiken „Ressourceneffizienz“ und „Mikroplastik“, die in naher Zukunft gesellschaftspolitisch und wirtschaftlich attraktive Lösungsansatz erfordern. ModiBioPol bietet vor allem kmU einen Einstieg in ein neues und schnell wachsendes Branchensegment und gewährt einen deutlichen Wettbewerbsvorteil.