Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

Implementierung einer Wertschöpfungskette auf Basis von Brauereirückständen (BIOVAL)

Die Bio-Ökonomie ist heutzutage ein wichtiger Bestandteil der europäischen Wirtschaft und stellt einen wichtigen Mehrwert für Europa dar. Die in diesem Zusammenhang verwendete Biomasse ist meist landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen oder marinen Ursprungs. Die dabei verwendeten Materialien können aber auch von Nebenprodukten oder Abfällen aus der industriellen Produktion - oder deren Umwandlung - herstammen. In diesem Zusammenhang belegt die Brauindustrie eine vorherrschende Rolle in der Großregion. In der europäischen Union gibt es über 4000 Brauereien, die 2013 390 Millionen Hektoliter Bier produziert haben. Diese Brauerei-Prozesse erzeugen riesige Menge an Nebenprodukten, die aktuell kaum effizient verwertet werden. Der Biertreber stellt hier den Hauptrückstand dar, der nach der Gärung vom Getreide quasi als Nebenprodukt anfällt (90% in Volumen). Wegen des hohen Anteils an Cellulose und des Energiewertes werden Biertreber traditionell hauptsächlich als Futtermittel verwertet, auch wenn dies aus ökonomischer Sicht nicht rentabel ist. Verschiedene Untersuchungen, die vor 2005 durchgeführt worden sind, haben gezeigt, dass der gesamte Treber, der damals in französischen Brauereien produziert wurde, als Futter in der Rinderzucht endete. Die Situation hat sich mit dem Aufkommen der Biotreibstoffe im Laufe des Jahres 2005 durch unterschiedliche Fördermaßnahmen von der EU und von anderen Ländern komplett geändert, denn Treber ist jetzt reichlich vorhanden. 
Das Ziel des BIOVAL Projektes ist die Etablierung einer grenzüberschreitenden Verwertungskette von Biertrebern. Dabei sollen aus dem anfänglichen "Abfall" neue Produkte mit hoher Wertschöpfung entwickelt werden. Das zugrunde liegende, grenzüberschreitende Projekt zielt dabei zeitgemäß insbesondere auf die Verwertung von landwirtschaftlichen Ressourcen ab, und strebt dabei folgende strategische Ziele an:

  • Verwertung eines Nebenproduktes der Brauerei-Industrie (Biertreber), das in der Großregion in überschüssigen Mengen anfällt und zurzeit nur bedingt und ineffizient verwertet wird; dazu ausführliche Studien zu möglichen Umwandlungs- und Verwertungsmöglichkeiten von Biertreber, die ausdrücklich nicht in Konkurrenz mit anderen konventionellen Verwertungen stehen (z. B. Zusatz zum Tierfutter);
  • Verwertung einer nachhaltigen Ressource mithilfe von umweltfreundlichen Prozessen aus der grünen Chemie (Vergärung, Zermahlen) die zusätzlich zur nachhaltigen Entwicklung beitragen und sogar neue lukrative industrielle Produktionsmöglichkeiten eröffnen;
  • Hilfestellung für Unternehmen und Einrichtungen in Sachen Forschung und Entwicklung, dabei zur Verfügung stellen von Kompetenzen, um die Entwicklung und Umsetzung von neuen Technologien und Produkten zu ermöglichen und damit die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen;
  • Förderung der Bio-Ökonomie, erstens der Brauerei-Industrie, zweitens der Diversifizierung der Chemie mit Rohstoffen aus biologischer Herkunft, drittens der Entwicklung von aussichtsreichen neuen Verfahren und Technologien der "Veredlung" und viertens von Ver- und Anwendern in der Großregion (Chemische, Pharmazeutische, Kosmetische, und Lebensmittel-Industrie);
  • Beitrag zur gemeinsamen Herausforderung der gesamten Großregion in Sachen Bewirtschaftung von Abfällen, und hier insbesondere die Verwertung von organischen Substanzen und Fraktionen;
  • Verwertung von Neben-und Abfallprodukten im Rahmen einer Kreislaufwirtschaft, wobei die Notwendigkeit, chemische Zwischenprodukte zu entwickeln, die den Bedarf des Marktes erfüllen, vorrangig angesprochen wird.

 

KooperationspartnerUniversité de Liège (Belgien)
Universität des Saarlandes
Celabor (Belgien)
Université de Lorraine (Frankreich)
Luxembourg Institute of Health (Luxemburg) 
StatusLaufendes Vorhaben
FördermittelgeberEU-Interreg
Förderzeitraum07/2017-06/2021
Förderkennzeichen018-4-09-021
Mitarbeiter/-Innen

M.Sc. Alexander Akermann

M.Sc. Jens Weiermüller

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

  • A. Akermann, J. Weiermüller, S. Lenz, J. Christmann, R. Ulber; Kinetic model for simultaneous saccharification and fermentation of Brewers' spent grain liquor using Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis; Biotechnology and Bioprocess Engineering (2020) im Druck
  • A. Akermann, J. Weiermüller, J. Christmann, L. Guirande, G. Glaser, A. Knaus, R. Ulber; Brewers’ spent grain liquor as a feedstock for lactate production with Lactobacillus delbrueckii subsp. Lactis; Engineering in Life Sciences (2020) http://dx.doi.org/10.1002/elsc.201900143
  • A. Akermann, J. Weiermüller, T. Sieker, R. Ulber; Bioraffinerien auf Basis schwach verholzter Biomasse; Chem.-Ing.-Tech. (2020) https://doi.org/10.1002/cite.202000070
  • A. Akermann, J. Weiermüller, R. Ulber; Aufbau eines Bioraffineriekonzeptes für Biertreber mit vorgelagertem Pressschritt; Chem.-Ing.-Tech (2019) DOI: 10.1002/cite.201900017

  • A. Akermann, J. Weiermueller, R. Ulber (2018), Konzept einer Biertreber-Bioraffinerie: Treberpresssaft-Fermentationen mit Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis, ProcessNet-Jahrestagung und 33. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen, Aachen
  • A. Akermann, J. Weiermueller, R. Ulber (2018), A biorefinery concept based on brewers' spent grain, GreenWin (Green Chemistry & White Biotechnology), Louvain-la-Neuve (Belgien)
  • A. Akermann, R. Ulber (2018), A biorefinery concept based on brewers' spent grain, Trends in Brewing, Gent (Belgien)
  • A. Akermann, J. Weiermueller, R. Ulber (2018), A biorefinery concept based on brewers' spent grain, DECHEMA Himmelfahrtstagung, Magdeburg
  • J. Weiermüller, R. Ulber; Development of pretreatment strategies for brewers' spent grain to obtain optimal yields of fermentable sugars; 13th international Trends in Brewing (2018); Ghent, Belgium.
  • J. Weiermüller, A. Akermann, R. Ulber; Development of pretreatment strategies for brewers’ spent grain to obtain optimal yields of fermentable sugars; Himmelfahrtstagung 2018 – Heterogeneities: A key for understanding and upscaling of bioprocesses in up- and downstream (2018), Magdeburg, Germany.
  • J. Weiermüller, A. Akermann, R. Ulber; Optimierung von Aufschlussverfahren für lignocellulolytische Biomasse aus Brauereirückständen; ProcessNet-Jahrestagung und 33. DECHEMA-Jahrestagung der Biotechnologen 2018, Aachen, Germany.
  • C. Capitain, J. Weiermüller, A. Akermann, S. Möhring, R. Ulber, N. Tippkötter; Compositional analysis of brewer’s spent grain using differential scanning calorimetry or AT-IR-spectroscopy combined with multivariate data analysis; Trends in Brewing (2018) Ghent, Belgium

 

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