Le pétrole reste la ressource la plus économiquement intéressante pour les carburants et les produits chimiques de base qui peuvent être utilisés pour fabriquer des produits de tous les jours tels que des bouteilles en plastique et des détergents. De nouveaux procédés biotechnologiques visent à simplifier l'utilisation de la biomasse renouvelable comme alternative à la matière première fossile et à la rendre plus rentable. Les chercheurs du KIT se concentrent sur la biomasse végétale telle que le bois et la paille qui n'est pas utilisée pour l'alimentation humaine ou animale. Ces histoires d'innovation et d'autres sont présentées dans l'actuelle KIT NEULAND magazine.

Le pétrole est rentable mais son utilisation est néfaste pour le climat et l'environnement. Outre, les réserves de matière première fossile diminuent. Les procédés appliqués jusqu'à présent pour obtenir des produits chimiques de base tels que l'éthanol à partir de matériaux renouvelables sont coûteux. De plus, ils utilisent des plantes comme le maïs, la betterave sucrière et le colza qui servent également de nourriture aux humains et aux animaux. "Pour parvenir à un approvisionnement en énergie et en matières premières durable et respectueux de l'environnement, nous devons développer des technologies innovantes qui rendent l'utilisation de la biomasse renouvelable également attractive d'un point de vue économique, " dit le professeur Christoph Syldatk, Responsable de l'Institut de Génie des Procédés en Sciences de la Vie II / Biologie Technique au KIT. Son groupe de recherche examine comment les matières premières qui ne sont pas en concurrence avec les denrées alimentaires ou les aliments pour animaux peuvent être traitées biotechnologiquement - par exemple la paille, déchets verts et sciures. Ces deuxième génération, non comestible, les matières premières biosourcées sont constituées en grande partie de lignocellulose qui forme les parois cellulaires des plantes ligneuses. Pour pouvoir utiliser la lignocellulose, cependant, il doit d'abord être décomposé en ses composants (fractions). Ce processus a été jusqu'à présent long et coûteux. Pour réduire les coûts de production et établir la lignocellulose comme matière première, les chercheurs du KIT examinent, entre autres, comment – ​​à partir de fractions lignocellulosiques – de nouveaux types de biosurfactants peuvent être produits par synthèse microbienne ou enzymatique.

L'objectif est de convertir la biomasse ligneuse en composants de base pour la production de produits chimiques et de matériaux tels que les bioplastiques. Bactéries, les levures et les moisissures font partie des micro-organismes, dont le métabolisme est utilisé par les chercheurs en laboratoire pour de telles synthèses de produits innovants et modifications chimiques. Certains partenaires industriels mettent déjà en œuvre la recherche orientée application de KIT à grande échelle. Les produits peuvent être fabriqués à l'aide d'un processus biosourcé. Leurs molécules et propriétés sont identiques à celles des composants pétrochimiques. "En plus de ça, il y a plus d'options pour modifier la structure moléculaire, " explique Syldatk. Par exemple, les plastiques peuvent être dotés d'un point de fusion plus élevé ou d'une plus grande perméabilité aux gaz, et des tensioactifs aux propriétés moussantes modifiées. "Nous essayons de jouer avec les bactéries dans la recherche fondamentale pour savoir quelles fonctions ont les structures respectives, et si possible de produire des composés sur mesure, ", dit le biotechnologue.

L'optimisation des procédés passe également par l'utilisation de micro-organismes pour le traitement ultérieur des gaz de synthèse produits par pyrolyse à partir de paille ou de déchets de bois dans l'usine pilote bioliq du KIT. "Un avantage majeur de l'utilisation du gaz de synthèse est qu'il fournit les mêmes conditions de départ, quel que soit le type de biomasse utilisé comme matière première, " explique le chercheur. Les fumées peuvent désormais aussi être converties à l'aide de micro-organismes, "parce qu'ils tolèrent les composés soufrés ou même les utilisent pour leur métabolisme. Pour le traitement chimique, il faudrait d'abord nettoyer les gaz de combustion de ces composés toxiques, " explique Syldatk. Dans son programme de recherche en bioéconomie, l'état du Bade-Wurtemberg soutient le développement, piloté par KIT, de méthodes innovantes pour l'utilisation microbienne de la lignocellulose.