2_Großtechnische Herstellung von Ethanol

1) Fermentation von Ethanol aus Glucose durch v. a. Saccharomyces cerevisiae (95% der

Weltproduktion von Ethanol 2004) oder

2) Katalytische Wasseranlagerung an Ethylen

Saccharmoyces cerevisiae: bildet aus 1 Mol Glucose durch Glykolyse 2 Mol Ethanol

• Zymomonas mobilis: bildet aus 1 Mol Glucose durch Ketodesoxyphosphogluconat-Weg 2 Mol Ethanol

• Beide Organismen besitzen keine Polysaccharid-abbauenden Enzyme → Als C-Quelle im Medium muss ein verzuckertes Polysaccharid genutzt werden

1) Medium: mit Nährstoffen angereicherte Zuckerlösung

→ Wichtigste C-Quellen: Zuckerrohr-Melasse und verzuckerte Maisstärke

2) Beimpfen der Zuckerlösung mit Organismus

3) Diskontinuierliche Fermentation in Bioreaktor

4) Maximale Ethanol-Bildung nach 14 – 20 h (ca. 90 % der Theorie)

• Oft Fed-batch-Prozess, um eine Hemmung des Prozesses durch Glucose-Konzentrationen > 0.1% zu verhindern

• Kontinuierliche Entfernung von Ethanol durch azeotrope Destillation, da das Wachstum durch höhere Ethanol-Konzentrationen inhibiert wird

5) Produkt: 95%iges Ethanol

6) Daraus Gewinnung von absolutem Ethanol durch extraktive Destillation, Molekularsiebtechniken oder Membrantrennverfahren

7) Rückstände aus Fermentation als Futtermittel

8) Rückführung der Zellen in Reaktor → kürzere Fermentationzeit

• Lösemittel

• Energieträger („Bioalkohol“)

• Treibstoff (USA)

• Ausgangsstoff zur Synthese chemischer Verbindungen

• (Rekombinante) Produktionsstämme, die Polysaccharide abbauen können

• Kontinuierliche Herstellung von Ethanol im Bioreaktor durch Immobilisieren der Zellen