- Zellulose-Butanol
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Als Biobutanol bezeichnet man Butanole, die ausschließlich aus Zuckern und Stärke oder den biologisch abbaubaren Anteilen von pflanzlichen Abfällen, Holz oder Stroh hergestellt werden. Im letzteren Fall wird es als Cellulose-Butanol bezeichnet. Butanole wie z. B. 1-Butanol und Isobutanol können als Kraftstoffbeimischung in Mineralölderivaten für Ottomotoren, als reines Butanol oder zusammen mit anderen Alkoholen (z. B. Ethanol) als Biokraftstoff verwendet werden. Im Unterschied zu Bioethanol hat Biobutanol deutlich bessere Eigenschaften als Biokraftstoff. Wenn es zudem noch aus Abfällen hergestellt wird (=Cellulose-Butanol), dann tritt es auch nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelindustrie[1].
Die biotechnologische Produktion von Butanolen befindet sich jedoch noch in einer frühen Entwicklungsphase. Ihnen wird jedoch eine vielversprechende Zukunft prognostiziert. [2], [3]
Herstellung
Biobutanol kann durch Fermentation von pflanzlicher Biomasse produziert werden. Am bekanntesten ist hierbei der A.B.E. Prozess für die Produktion von 1-Butanol. Dieser Prozess nutzt das Bakterium Clostridium acetobutylicum. Chaim Weizmann war der erste, der 1916 dieses Bakterium für die Produktion von Aceton und 1-Butanol aus Stärke nutzte. Butanol war dabei nur ein Nebenprodukt. Der Prozess bringt auch eine Reihe weiterer Nebenprodukte hervor: Wasserstoff, Essigsäure, Milchsäure, Propionsäure, Isopropanol und Ethanol. Der Unterschied zur Ethanolproduktion liegt primär in der Fermentation während die Destillation sehr ähnlich verläuft. Nach Angaben von DuPont können existierende Bioethanol-Anlagen relativ einfach für die Biobutanol-Produktion umgerüstet werden.
Auch Isobutanol ist ein Nebenprodukt z. B. im Stoffwechsel von Hefen und wird dort beim Abbau der Aminosäure Valin gebildet. Sowohl die von Clostridien als auch von Hefen gebildeten geringen Mengen an Biobutanol reichen normalerweise für eine großtechnische Produktion als Autokraftstoff nicht aus. Also müssen entweder die Prozesse optimiert werden, um den Stoffwechsel der Mikroorganismen stärker in die gewünschte Richtung zu leiten. Oder die Mikroorganismen müssen gentechnisch verändert werden, um die Ausbeute an Biobutanol zu erhöhen[4].
Quellen
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