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Das Forschungsgebiet des Labors für Bioenergie und Biochemikalien umfasst die Entwicklung von biotechnologischen Verfahren, um Lignocellulose in hochwertige Chemikalien und Energieträger umzuwandeln. Unsere zwei Hauptthemen in diesem Bereich sind einerseits Vorbehandlungstechnologien von Biomasse und andererseits die konsolidierte Bioprozesstechnik basierend auf einem Konsortium von Mikroorganismen zur direkten Umwandlung von Lignocellulose zu Chemikalien.
Vorbehandlung von Biomasse
Eine effiziente biochemische Umwandlung von Lignocellulose zu Chemikalien erfordert eine Vorbehandlung, um die Verknüpfung der polymeren Strukturen in der Biomasse aufzubrechen. Erst dadurch wird Enzymen der Zugang zu der Cellulose ermöglicht. Wir befassen uns mit der Dampfexplosion als Vorbehandlungsverfahren. Diese Technologie wird heute in den ersten grosstechnischen Cellulose-Ethanol-Werken angewandt. Wir untersuchen Herausforderungen wie die Optimierung der Vorbehandlung, die Fraktionierung der einzelnen Biomassebestandteile oder das kontinuierliche Einbringen von abrasiver Biomasse in den Hochdruckreaktor.
Konsolidierte Bioprozesstechnik
Unter dem Begriff konsolidierte Bioprozesstechnik versteht man heute meist gentechnisch veränderte «super bugs», die gleichzeitig cellulolytische Enzyme herstellen und die freigesetzten Zucker zu einem Zielprodukt fermentieren können. Wir haben in unserem Labor einen konsolidierten Bioprozess entwickelt, der auf einem mikrobiellen Konsortium basiert. Dazu wurde ein spezieller Reaktor entworfen, welcher erfolgreich lokale ökologische Nischen schafft, die das Zusammenleben von Mikroorganismen mit unterschiedlichen abiotischen Anforderungen (z.B. Sauerstoff) ermöglicht.