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Institut Dr. Flad
Berufskolleg für Chemie, Pharmazie und Umwelt

Ausbildung mit Markenzeichen. Seit 1951.

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Bioraffinerien - Modellfabriken einer nachhaltigen Chemie von morgen

Prof. Dr. Bernhard Hauer, Institut für Technische Biochemie, Universität Stuttgart

Dienstag, 29. September 2009, 15.15 Uhr
Vortrag an der Universität Stuttgart (Vaihingen), Kekulé-Hörsaal (V 55.02)

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Bioraffinerien - Modellfabriken einer nachhaltigen Chemie von morgen
Bild: Fraunhofer UMSICHT
Bioraffinerien - Modellfabriken einer nachhaltigen Chemie von morgen

In welche Richtung entwickelt sich die Chemie von morgen?

Einen möglichen Weg erläuterte Herr Prof. Dr. Bernhard Hauer vom Institut für Technische Biochemie der Universität Stuttgart den Zuhörern im Kekulé-Hörsaal der Stuttgarter Universität am ersten Nachmittag der 14. Stuttgarter Chemietage, indem er die Zukunftsperspektiven der Biotechnologien darlegte.

Zu Beginn machte er schnell deutlich, dass die aktuelle Lage der Ölfrage und des globalen Wettbewerbs, sowie nachhaltige Prozesse auf der einen Seite und neue Technologien und Möglichkeiten, sowie Wissen durch Forschung auf der anderen Seite ständig zu neuen Innovationen führen, die für unsere Welt unbedingt nötig sind. Zurzeit ist die deutsche chemische Industrie die Nummer eins in Europa und die Nummer vier auf der Welt. Diesen Stand gilt es zu halten, da andere Nationen, und hier vor allem China, auf dem Vormarsch sind.

Als nächstes erklärte Prof. Hauer, dass die Chemie derzeit etwa 3% der fossilen Rohstoffe zur Weiterverarbeitung nützt und 97% zur Energiegewinnung benötigt werden, bei den Agrarprodukten sind es 5 %, während 95% der Ernährung der Bevölkerung dienen.

Daraus folgerte er, die Idee der Bioraffinerien aus den USA, bei der nachwachsende Rohstoffe genützt werden, sei für die chemische Industrie von existentieller Bedeutung. Es gibt heute zwei solcher großer Anlagen in Amerika, die verschiedene Produkte aus Fasern und anderen Biomassen herstellen. Die politischen Rahmenbedingungen müssen hierfür jedoch vorhanden sein und noch weiter entwickelt werden.

Danach kam Prof. Dr. Hauer auf die industrielle Biotechnologie zu sprechen, die durch technische Fortschritte und Grundlagenwissenschaften ermöglicht wurde und als "weiße Biotechnologie" gerade einen Aufschwung erlebt. Hier werden in geschlossenen Systemen chemische (Grund-)Produkte mit Hilfe von Mikroorganismen und Enzymen, die es in riesiger Anzahl auf der Welt gibt, durch Fermentation und Biokatalyse hergestellt.

Die Herstellung wird noch effizienter gestaltet, indem Enzymveränderungen bzw. Enzymverbesserungen vorgenommen werden. Diese Verbesserungen, u.a. bekannt als "evolutionary design", sind durch Mutationen der Enzyme möglich, welche dann durch Roboter nach dem darwinschen Prinzip ausgelesen werden.

Die Enzyme und Bakterien werden beim "metabolic engineering" eingesetzt. Ein Beispiel hierfür ist die Umwandlung von Zucker in Lysin. Und so kann durch biotechnische Prozesse auch Butandiol hergestellt werden, welches wiederum Ausgangsstoff für viele weitere Produkte, wie z.B. Polyester und THF ist.

Nun brachte Hauer der interessierten Zuhörerschaft noch verschiedene Beispiele für die technischen Fortschritte dieses Gebietes in der modernen Industrie. Im Bereich der Automobilherstellung fungieren Enzyme als "Vernetzer" des Autolackes, um diesen resistenter gegen Kratzer zu machen. Außerdem sprach er die neuen Algentechnologien an. Diese beiden Technologien jedoch benötigten noch einen enormen Entwicklungsfortschritt, der nur durch hohe Investitionen und positive politische Rahmenbedingungen erreicht werden kann.

Christine Weber

 

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