Il petrolio è ancora la risorsa economicamente più attraente per i combustibili e le sostanze chimiche di base che possono essere utilizzate per fabbricare prodotti di uso quotidiano come bottiglie di plastica e detersivi. I nuovi processi biotecnologici mirano a semplificare l'uso della biomassa rinnovabile come alternativa alla materia prima fossile ea renderla più conveniente. I ricercatori del KIT si stanno concentrando sulla biomassa vegetale come legno e paglia che non viene utilizzata come cibo o mangime. Queste e altre storie di innovazione sono presentate nell'attuale KIT NEULAND rivista.

Il petrolio è redditizio, ma il suo utilizzo è dannoso per il clima e l'ambiente. Oltretutto, le scorte di materia prima fossile stanno diminuendo. I processi applicati finora per ottenere prodotti chimici di base come l'etanolo da materiali rinnovabili sono costosi. Inoltre, usano piante come il mais, barbabietola da zucchero e colza che servono anche da cibo per uomini e animali. "Per ottenere un approvvigionamento energetico e di materie prime sostenibile e rispettoso dell'ambiente, abbiamo bisogno di sviluppare tecnologie innovative che rendano attraente l'uso della biomassa rinnovabile anche da un punto di vista economico, "dice il professor Christoph Syldatk, Direttore dell'Istituto di Ingegneria dei Processi in Scienze della Vita II / Biologia Tecnica presso il KIT. Il suo gruppo di ricerca sta esaminando come le materie prime che non competono con alimenti o mangimi possano essere lavorate biotecnologicamente, ad esempio paglia, rifiuti verdi e segatura. Questi di seconda generazione, non commestibile, le materie prime a base biologica sono costituite in gran parte da lignocellulosa che costituisce le pareti cellulari delle piante legnose. Per poter utilizzare la lignocellulosa, però, deve prima essere scomposto nelle sue componenti (frazioni). Questo processo è stato finora lungo e costoso. Per ridurre i costi di produzione e affermare la lignocellulosa come materia prima, i ricercatori del KIT stanno esaminando, tra l'altro, come – sulla base delle frazioni lignocellulosiche – si possono produrre nuovi tipi di biotensioattivi mediante sintesi microbica o enzimatica.

L'obiettivo è convertire la biomassa legnosa in componenti di base per la produzione di prodotti chimici e materiali come le bioplastiche. batteri, lieviti e muffe sono tra i microrganismi, il cui metabolismo è utilizzato dai ricercatori in laboratorio per tali sintesi di prodotti innovativi e cambiamenti chimici. Alcuni partner industriali stanno già implementando la ricerca orientata alle applicazioni di KIT su larga scala. I prodotti possono essere fabbricati utilizzando un processo a base biologica. Le loro molecole e proprietà sono identiche a quelle dei componenti petrolchimici. "Oltre a ciò, ci sono più opzioni per modificare la struttura molecolare, " spiega Syldatk. Ad esempio, le plastiche possono essere dotate di un punto di fusione più elevato o di una maggiore permeabilità ai gas, e tensioattivi con proprietà di schiuma modificate. "Stiamo cercando di giocare con i batteri nella ricerca fondamentale per scoprire quali funzioni hanno le rispettive strutture, e se possibile produrre mescole su misura, "dice il biotecnologo.

L'ottimizzazione del processo è anche coinvolta nell'uso di microrganismi per l'ulteriore elaborazione dei gas di sintesi prodotti dalla pirolisi da paglia o scarti di legno nell'impianto pilota bioliq di KIT. "Uno dei principali vantaggi dell'utilizzo del gas di sintesi è che fornisce le stesse condizioni di partenza, indipendentemente dal tipo di biomassa utilizzata come materia prima, " afferma il ricercatore. I gas di combustione ora possono essere convertiti anche con l'aiuto di microrganismi, "perché tollerano i composti dello zolfo o addirittura li usano per il loro metabolismo. Per la lavorazione chimica, i gas di combustione dovrebbero prima essere puliti da questi composti tossici, " spiega Syldatk. Nel suo programma di ricerca sulla bioeconomia, lo stato del Baden-Württemberg sostiene lo sviluppo guidato da KIT di metodi innovativi per l'uso microbico della lignocellulosa.