Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung von Gasfermentationsprozessen bei hohen Temperaturen mit dem thermophilen Bakterium Thermoanaerobacter kivui als vielversprechendem Plattformorganismus. Hintergrund ist die Fähigkeit von T. kivui (optimale Wachstumstemperatur von 66 °C), die gasförmigen Kohlenstoff- und Energiequellen CO2, CO und H2 effizient zu verstoffwechseln. Generell zeichnen sich thermophile Mikroorganismen durch einige Vorteile für industrielle Bioprozesse gegenüber mesophilen Mikroorganismen aus: geringeres Kontaminationsrisiko, höhere Wachstumsgeschwindigkeiten und höhere Substratumsatzraten, geringerer Energiebedarf (z. B. durch geringere Kühlleistung).

Im Projekt wird die Idee verfolgt, Gasfermentationsprozesse mit T. kivui zu entwickeln die Synthesegas (CO, H2, CO2) in wertgeschöpfte Produkte wie beispielsweise Ausgangsmaterialien für die Bioplastikproduktion umwandeln. Synthesegas als zentrales Substrat kann dabei beispielsweise mithilfe von Biomassevergasungstechnologie bereitgestellt werden. Ein Kopplungsprozess von Biomassevergasung und Gasfermentation bei hohen Temperaturen könnte dadurch effizient Biomasse, die nicht für die Nahrungs- und Futtermittelproduktion benötigt wird, nachhaltig aufwerten.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird einerseits die Physiologie und der Stoffwechsel von T. kivui untersucht. Gleichzeitig entwickeln wir Werkzeuge für die effiziente gentechnische Veränderung um beispielsweise durch gezieltes „Metabolic Engineering“ die Produktpalette erweitern zu können. Darüber hinaus entwickeln wir Strategien für die effiziente Umsetzung von Gasen in Bioprozessen, die bis auf den 20 Liter Technikumsmaßstab skaliert werden können.

Arbeitspaketleiter: Ass.-Prof. Dr. nat. techn. Stefan Pflügl

Kontakt (Gasfermentation): stefan.pfluegl@tuwien.ac.at

Kontakt (Biomassevergasung): florian.benedikt@tuwien.ac.at

Förderung und Partner:

 

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