Biotenside

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Herstellung und Optimierung

Biotenside


Mikroorganismen bilden unter natürlichen Bedingungen eine Vielzahl oberflächenaktiver Substanzen, sogenannte Biotenside, die ein breites Spektrum chemischer Strukturen abdecken. Die Eigenschaften dieser Biotenside sind in Bezug auf Tensidwirkung, Abbaubarkeit und Nachhaltigkeit vielen synthetischen Tensiden ebenbürtig oder sogar überlegen und daher für viele Anwendungsbereiche in der Industrie interessant.

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB beschäftigt sich mit der Optimierung der biotechnologischen Synthese von Glykolipiden, insbesondere von Cellobioselipiden (CL) und Mannosylerythritollipiden (MEL) unter Verwendung verschiedener Pilze. So sollen maßgeschneiderte Tensidmischungen, das heißt gezielte Strukturmischungen, entstehen und auf ihre anwendungsspezifische Eignung überprüft werden. Durch Prozessoptimierung des Herstellungsverfahrens für die beiden Biotenside CL und MEL werden gegenwärtig Produktkonzentrationen von 30 g/L für Cellobioselipide und 100 g/L für Mannosylerythritollipide erreicht. Dabei werden zwei verschiedene Kultivierungsmethoden, die Synthese mit wachsenden Zellen unter Stickstofflimitierung und die Synthese mit ruhenden Zellen, untersucht. Die derzeitig erzeugten Mengen reichen für umfassende anwendungstechnische Untersuchungen der jeweiligen Biotenside. Im Anschluss an die anwendungstechnischen Untersuchungen werden die Tensidstruktur und damit die Tensideigenschaften entsprechend der vorliegenden Ergebnisse mit gentechnischen, enzymatischen oder bioprozesstechnischen Methoden modifiziert. Der Fermentationsprozess wird weiter verbessert, um eine Produktion mit möglichst hoher Raum-Zeit-Ausbeute zu erreichen.

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