Der derzeitige Markt für Spezial-Kunststoffprodukte wie z.B. wasserlösliche oder biologisch abbaubare Kunststoffverpackungen wächst stetig. Derzeit verfügbare Biopolymere sind meist unwirtschaftlich teuer, da die nötigen Modifizierungen für herkömmliche Herstellungsprozesse aufwendig sein können. Deswegen haben die BEST GmbH und Huber4Zero LAB nach Alternativen gesucht, um den Grundstoff für wasserlösliche Kunststoffe, die Essigsäure, nachhaltig auf „grünem“ Wege herzustellen: durch mikrobiologische Verwertung von CO2-reichen Abgasen, durch Homoacetogenese. Dieser Prozess ermöglicht den Aufbau einer „grünen“ Biokunststoffproduktion, unabhängig von fossilen Rohstoffen, eine „grüne“ Alternative zu kommerziell erhältlicher Essigsäure als Ausgangsstoff bei der Herstellung von neuen Biokunststoffen.

Die Essigsäureherstellung wurde in einem 400 L Bioreaktor betrieben, die Mikroorganismen für den Prozess kamen aus dem Schlamm einer Biogasanlage. Als Aufwuchsfläche für die Mikroorganismen dienten spezielle Füllkörper, diese wurden kontinuierlich mit einer Nährlösung besprüht und mit den beiden Substratgasen Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserstoff (H2) versorgt. Die notwendigen Prozessbedingungen wurden durch maßgeschneiderte Mess- und Regeltechnik gewährleistet.

Es wurde während des Prozesses ein bakterielles Konsortium im Reaktor angereichert, welches die stabile Umwandlung der beiden Gase CO2 und H2 in die gewünschte Essigsäure ermöglichte. Unter unsterilen Bedingungen konnte der Produktionsbetrieb über mehrere Monate hinweg aufrechterhalten werden. Das ist ein wichtiger Erfolg, da ein unsteriler Produktionsbetrieb wesentlich kosten – und ressourcensparender ist als ein Prozess der unter hochreinen Bedingungen ablaufen muss. In kleinerem Maßstab wurde auch industrielles Rauchgas für die mikrobiologische Verwertung zu Essigsäure erfolgreich getestet – das zeigt, dass der Prozess auch unter realen Bedingungen funktioniert, mit Abgasen aus der Industrie.

Durch solche biotechnologischen Umwandlungen von Rauchgasen oder anderen schier unendlich zur Verfügung stehenden kohlenstoffhaltigen Abgasen kann CO2 wieder in neuen Produkten als wertvoller Rohstoff eingesetzt werden – eine Recyclingstrategie. Es entstehen geschlossene Kreisläufe, wie wir Sie aus der Natur als selbstverständlich kennen, jedoch industriell großtechnisch umsetzbar.