Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Aktuelles

Promotion von Mareike Engel

Frau Dipl.-Ing. Mareike Engel hat erfolgreich ihre Promotion zum Dr.-Ing. mit dem Thema "Elektrofermentation mit Clostridium acetobutylicum" abgeschlossen. Wir freuen uns, dass Frau Dr. Engel ab dem 01. Mai 2019 eine Postdocstelle im Lehrgebiet antreten wird.

 

Biobutanol, das über den Prozess der Aceton-Butanol-Ethanol-Fermentation hergestellt werden kann, wird als nachhaltige Alternative zu Benzin angesehen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung einer möglichen Steigerung der Butanolproduktion durch das Anlegen eines elekrischen Potentials während der Kultivierung. Dabei wird gezeigt, dass durch Anlegen von −600mV versus Ag/AgCl ohne den Einsatz exogener Mediatoren die Butanolkonzentration um bis zu 78% gegenüber Kontrollkultivierungen in einem H-Zellen-Reaktorsystem gesteigert werden kann. Des Weiteren kann die Elektrofermentation sowohl in konventionellen Bioreaktoren durch Integration von Graphitstabelektroden als auch in einem innovativen Reaktorsystem, das eine rotierende Bürstenelektrode als Rührer einsetzt, erfolgreich durchgeführt werden. Der höchste Anstieg der Butanolausbeute zwischen Kontrollen und Elektrofermentation um 37% auf 0,195 gg−1 wird im konventionellen Bioreaktor erreicht. Beim Anlegen des elektrischen Potentials kann eine erhöhte Sekretion von Flavinadenindinukleotid, das vermutlich als endogener Mediator wirkt, beobachtet werden. Zusätzlich werden Hinweise auf die Präsenz von Flagellen und anderen leitfähigen Zellappendizes gefunden. Die in dieser Arbeit dargelegte Steigerung der Butanolbildung durch den elektrochemischen Energieeintrag in gerührte Tankreaktoren eröffnet die Perspektive einer industriellen Implementierung des Prozesses ohne Neuentwicklungspezieller bioelektrochemischer Reaktoren.    

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