The development and evaluation of Multipurpose crops as new biorefining feedstocks for the production of industrial bioproducts and biomass „MultiBioPro“

Arbeitspaket: Entwicklung eines Bioraffinerie-Verfahrens für die gewählten Nutzpflanzen

• Förderprogramm: EC (7th Framework Programme of the EU)
• Laufzeit: 01.10.2012 – 30.09.2016

Projektpartner:

• Max Planck Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, Potsdam, D
• Royal Holloway University of London, GB
• KTH Royal Institute of Technology, Stockholm, S
• Eidgenössische Technische Hochschule (ETH), Zürich, CH
• Flanders Institute for Biotechnology (VIB), Gent, B
• European Research and Project Office GmbH, Saarbrücken, D
• ABBA Gaia S.L., Valencia, E
• Green Fuels Ltd., Gloucestershire, GB
• Neutral Supply Chain, London, GB
• Capax Environmental Services, Meise, B

Ausgangslage:

Bioraffinerien erhalten zunehmend Bedeutung als nachhaltige Alternative zu Mineralöl-Raffinerien. Zurzeit verfügbare Biokraftstoffe werden aus Nahrungsmittelpflanzen gewonnen. An deren Stelle sollen künftig landwirtschaftliche Nebenprodukte treten, die sonst entsorgt würden.
Auch völlig neue Pflanzen könnten genutzt werden. Idealerweise sollten sie nicht nur zur Gewinnung von Biokraftstoffen genutzt werden, sondern auch zur Herstellung weiterer Produkte (z.B. Kunststoffe, Lösungsmittel, Medikamente).

MultiBioPro konzentriert sich auf Tabakbaum und Pappel. Die Pappel ist als Mehrzweckpflanze zur Herstellung von Brennund Wertstoffen geeignet und enthält pharmazeutisch wirksame Stoffe.
Der Tabakbaum ist interessant, da er in besonders trockenen Regionen angebaut werden kann. Er kann direkt zur Herstellung von Brennstoffen oder als Zusatz für besondere Kraftstoffe dienen, um z.B. Partikelausstoß und Kohlenmonoxidemissionen zu reduzieren.

Ziele:

Im Projekt sollen die genetisch veränderten Nutzpflanzen Baumtabak (siehe Bild links) und Pappel als Rohstoff für eine Bioraffinerie genutzt werden. Die Partner stellen genetisch optimierte Pappeln und Baumtabak (Nicotiana glauca) bereit, aus denen die nutzbaren Inhaltstoffe als Rohstoff für die Herstellung von Kunststoffen, chemischen und pharmazeutischen Wirkstoffen sowie erneuerbare Energieträger verwendet werden. Diese Inhaltsstoffe werden identifiziert und extrahiert.

Getestet werden z.B. Lösungsmittelextraktion mit verschiedenen Lösungsmitteln, Wasserdampf- oder Wasserextraktion, chemische Zersetzung mit anschließender Extraktion. Die Extraktionsverfahren sollen dann im Labormaßstab optimiert werden.

In einem weiteren Schritt werden Verfahren zur Kombination miteinander ausgewählt, um aus den Rohstoffen möglichst viele Wertstoffe zu gewinnen. Diese Art der Rohstoffnutzung wird auch als Bioraffinerie bezeichnet. Mit Partnern sollen diese Extraktionsverfahren zur industriellen Reife entwickelt werden.

Weitere Informationen zum Gesamtprojekt finden Sie auf der Webseite des Projektes oder unter: https://www.youtube.com/watch?v=MHxAmkfI6tc&feature=youtu.be

Ergebnisse:

Im Projekt wurden die Nutzpflanzen Baumtabak (siehe Bild links) und Pappel, z. T. genetisch verändert, als Rohstoff für eine Bioraffinerie genutzt. Im Arbeitspaket von PPM konnten für Pappelrinde und Blätter vom Baumtabak geeignete Verfahrensschritte gefunden werden, um vermarktbare Produkte zu gewinnen. Hierfür wurden Versuche in Labor und Technikum durchgeführt und durch beteiligte Projektpartner analysiert und bewertet. Zu den Produkten, welche in mehrstufigen Extraktionsverfahren gewonnen werden, gehören z.B. Blattwachs (Hentriacontane), eine mit Carotenoiden und Sterolen angereicherte ölfraktion, ein öl zur Herstellung von Flugzeugtreibstoff und ein Suberinprodukt.

Entwickelte Verfahrensschritte der Bioraffinerie mit N. glauca

Entwickelte Verfahrensschritte der Bioraffinerie für Pappelrinde