Method Development for Cellulosic Mixed-Culture Fermentations

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www.cit-journal.com © 2014 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim Chem. Ing. Tech. 2014, 86, No. 9, 1486–1508

gestellte Konzept eignet sich für alle Re-aktionen, dessen Produkt einen Siede-punkt unter 170 °C aufweist.

Diese Arbeit ist im Rahmen des Exzel-lenzclusters „Maßgeschneiderte Kraft-

stoffe aus Biomasse“ entstanden, derdurch die Exzellenzinitiative des Bundesund der Länder zur Förderung von Wis-senschaft und Forschung an deutschenHochschulen gefördert wird.

[1] M. Shiramizu, F. D. Toste, Angew. Chem.Int. Ed. 2012, 51, 8082 – 8086.

P12.03

Trennung von HMF durch selektive Flüssigphasenadsorptionmithilfe nanoporöser PolymereDr. M. Rose1) (E-Mail: rose@itmc.rwth-aachen.de), K. Schute1), Dr. C. Detoni1), Prof. Dr. R. Palkovits1)

1)RWTH Aachen, ITMC Lehrstuhl für Heterogene Katalyse und Technische Chemie, Worringerweg 1, D-52074 Aachen, Germany

DOI: 10.1002/cite.201450475

5-Hydroxymethylfurfural (HMF) ist einebiogene Plattformchemikalie mit ho-hem Potenzial zur Herstellung verschie-dener Kunststoffe und Feinchemikalien.Die Herstellung von HMF erfolgt durcheine säure-katalysierte Dehydratisierungvon Hexosen, wobei eine Folgereaktionzu Lävulinsäure und Ameisensäuremöglich ist. Aufgrund der Flüssigpha-senreaktion in polaren Lösungsmittelnwie Wasser sowie der geringen thermi-

schen Stabilität von HMF stellt insbe-sondere die energieeffiziente Abtren-nung aus dem Reaktionsgemisch einewichtige Herausforderung dar. Insbe-sondere die Trennung durch Flüssig-phasenadsorption an geeigneten Adsor-bentien erscheint als eine vielverspre-chende Alternative. Im Vergleich zukonventionellen Adsorbentien zeigenneuartige nanoporöse Polymere heraus-ragende Adsorptionseigenschaften und

Selektivitäten für HMF. Das Adsorpti-onsverhalten in wässrigen Lösungenwurde durch Messungen und Modellie-rung der Exzess-Isothermen bei unter-schiedlichen Temperaturen für das Sub-strat Fructose, das Produkt HMF sowiedie Folgeprodukte Lävulinsäure undAmeisensäure untersucht. Neben denReinstoffisothermen wurde zudem auchdie kompetitive Adsorption der Verbin-dungen evaluiert.

P12.04

Method Development for Cellulosic Mixed-CultureFermentationsE. Antonov1) (E-Mail: elena.antonov@avt.rwth-aachen.de), I. Schlembach2), E. Herweg1), L. Regestein1), J. Büchs1), M. A. Agler-Rosenbaum2)

1)RWTH Aachen University, AVT-Bioverfahrenstechnik, Worringerweg 1, D-52074 Aachen, Germany2)RWTH Aachen University, Institut für angewandte Mikrobiologie, Worringerweg 1, D-52074 Aachen, Germany

DOI: 10.1002/cite.201450145

Limited fossil resources are pointing outthe need for alternative energy concepts.This issue shall be addressed by develop-ing a process to convert biomass intothe platform chemical itaconic acid.

In nature, complex substrates likeplant biomass are degraded by mixedcultures. The aim of this project is pro-cess integration by conducting biomasshydrolysis and itaconic acid productionsimultaneously in one reactor, using amixed culture. As model organisms Tri-choderma reesei will be used for cellulose

hydrolysis and Aspergillus terreus for ita-conic acid production. To set up thismixed culture, an appropriate growthmedium enabling cellulase formation,hydrolysis, and itaconic acid formationhas to be developed. This could beachieved by calculating the availableamount of each element related to theused amount of C-source for differentmedia known from literature.

Biomass formation of A. terreus andT. reesei was characterized by onlinemeasurements of the oxygen transfer

rate in this medium. In order to investi-gate mixed-culture interactions andpopulation dynamics, the respectiveamounts of the microorganisms in amixed population have to be quantified.Therefore, a multiplex qPCR-basedmethod has been developed to measurethe amounts of each participating orga-nism, based on the respective amountsof genomic DNA, which could be ex-tracted from a reactor sample.

1498 12 ProzessintegrationChemieIngenieurTechnik