Entwicklung und Optimierung eines biotechnischen Prozesses zur Herstellung von Butanol mit Clostridium saccharoperbutylacetonicum

Kaufmann, Christian

n-Butanol sowie seine Ester und Ether werden vorwiegend in der chemischen Industrie in Farben, Lacken und Klebern eingesetzt. Außerdem wird es als Zusatz in Kraftstoffen diskutiert. Für eine kostengünstige biotechnische Produktion ist es jedoch notwendig die schon seit langem bestehenden Probleme im strikt anaeroben Prozess zu lösen oder zu umgehen. Dazu gehören die geringe Butanolkonzentration in Kultur (15-21 g/L) sowie die schlechte Abtrennbarkeit des toxischen Produktes aus der Fermentationsbrühe. Außerdem ist ein solcher Prozess nur rentabel, wenn alternative Substrate eingesetzt werden, die nicht mit Nahrungsmitteln konkurrieren. In dieser Arbeit wurden Agrarsubstrate wie Zuckerrübe und lignocellulosehaltiges, hydrolysiertes Weizenkaff erfolgreich zu Butanol und Aceton umgesetzt. Es wurde außerdem mit 2-Butyoctan-1-ol ein geeignetes Extraktionsmittel mit einem Verteilungskoeffizienten von 5 für die in situ-Abtrennung von Butanol aus der Fermentationsbrühe gefunden und erfolgreich eingesetzt.

n-butanol as well as his esters and ethers were predominantly used in the chemical industry for colors, lacquers and adhesives. It will also be discussed as a compound in fuels. For an economic biotechnological production it is necessary to overcome long standing existing problems of the strict anaerobic process. These are the low butanol concentration in culture (15-21 g/L) and the difficult separation of the toxic product from the fermentation broth. Additionally such processes are only profitable by using alternative substrates without competition to foods. In this thesis agricultural substrates like sugar beet and lignocellulose containing hydrolyzed wheat chaff was successfully converted to butanol and acetone. With 2-butyloctan-1-ol a suitable extractant with a partition coefficient of 5 was found and successfully used for the in situ recovery of butanol from the fermentation broth.

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Kaufmann, Christian: Entwicklung und Optimierung eines biotechnischen Prozesses zur Herstellung von Butanol mit Clostridium saccharoperbutylacetonicum. 2014.

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