Forschen • Ausbilden • Vernetzen
Für eine nachhaltige Bioökonomie

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Für eine nachhaltige Bioökonomie
BOOST FUND 2.0 - Projekt SurfIn

Surface Active Biomolecules for the Chemical Industry

Abbildung: Boost  Fund 2.0 Projekt SurfIn

Zusammenfassung

Im Rahmen des Projekts "SurfIn" werden wir die Produktion von Biotensiden etablieren, die von der chemischen Industrie noch nicht genutzt werden. Um den Biotensid-Produktionsprozess weiter in Richtung industrieller Anwendbarkeit zu entwickeln, haben wir aufbauend auf jahrelanger erfolgreicher Zusammenarbeit ein Konsortium mit dem notwendigen Know-how aufgestellt, das auf der u.a. in früheren BioSC-Projekten erworbenen Expertise fußt. SurfIn integriert die Stammentwicklung von Biotensid-produzierenden Stämmen mit dem Bioingenieurwesen für verbesserte Kultivierungsbedingungen und dem Hochskalieren der Fermentation, der Verfahrenstechnik für die Entwicklung nachhaltiger Aufreinigungsstrategien und umfasst sozial- und wirtschaftswissenschaftliche Analysen zur Integration der entwickelten Technologie in relevante Industrien und Märkte. Für eine schnelle Umsetzung der entwickelten Produkte und ein direktes Marktfeedback sind Experten aus weltweit führenden Industrieunternehmen Teil des Konsortiums. Die Zielmoleküle von SurfIn werden die Biotenside Liamocin und Serrawettin W1 sein. Beide sind noch nicht intensiv erforscht und bieten daher hohes Potenzial für die Verwertung. Neben dem Einsatz in klassischen Tensidanwendungen (z.B. Waschmittel) weisen beide Substanzen weitere Einsatzgebiete auf. Serrawettin W1 zum Beispiel hat sich als einsetzbar im Pflanzenschutz erwiesen und beide Moleküle sind als Bausteine für biobasierte Polymere geeignet. Liamocine zeigen interessanterweise ähnliche Eigenschaften bei der Herstellung und Aufreinigung wie die industriell sehr erfolgreichen Sophorolipide. Somit weisen Liamocine ein hohes Potenzial auf, mit weniger Entwicklungsaufwand als die stark schäumenden Rhamnolipide im industriellen Maßstab hergestellt zu werden. Das Ergebnis von SurfIn wird ein genereller Workflow für integriertes Stamm- und Prozess-Engineering für die Produktion von Biotensiden sein und im speziellen ein etablierter Produktionsprozess im mindestens 50-Liter-Maßstab mit Titern über 20 g/L sein, einschließlich einer einfachen aber effizienten Aufreinigung sowie einer Roadmap für die industrielle Integration der Technologie.

BOOST FUND 2.0 Projektleiter

Dr. Till Tiso
iAMB - Insitut für Angewandte Mikrobiologie
RWTH Aachen
email: Till.Tiso[at]rwth-aachen.de

 

Partner

Prof. Dr. Jaeger & Stephan Thies & Sonja Kubicki, IMET - Molekulare Enzymtechnologie, HHU Düsseldorf
Prof. Dr. Blank & Dr. Till Tiso, iAMB - Institut für Angewandte Mikrobiologie, RWTH Aachen
Prof. Dr. Büchs & Robert Dinger, AVT.BioVT - Bioverfahrenstechnik, RWTH Aachen
Prof. Dr. Jupke & Andreas Biselli, AVT.FVT - Fluidverfahrenstechnik, RWTH Aachen
Prof. Dr. Bröring & Dr. Rennings, ILR - Technologie- und Innovationsmanagement im Agribusiness, Universität Bonn

Projektlaufzeit

01.06.2022 - 31.05.2025

 

Förderung

SurfIn ist Teil des NRW-Strategieprojekts BioSC und wurde vom Ministerium für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert.

 

Publikationen

Gauthier, C, Lavoie, S, Kubicki, S, Piochon, M, Cloutier, M, Dagenais-Roy, M, Groleau, M-C, Pichette, A, Thies, S and Déziel, E (2024). Structural characterization of a nonionic rhamnolipid from Burkholderia lata. Carbohydrate Research 535: 108991.  

Tiso, T, Demling, P, Karmainski, T, Oraby, A, Eiken, J, Liu, L, Bongartz, P, Wessling, M, Desmond, P, Schmitz, S, Weiser, S, Emde, F, Czech, H, Merz, J, Zibek, S, Blank, LM and Regestein, L (2024). Foam control in biotechnological processes—challenges and opportunities. Discover Chemical Engineering 4(1): 2.

Tiso, T, Welsing, G, Lipphardt, A, Sauer, DF, Chi, Z, Blank, LM and Hayen, H (2024)Proposal for a systematic naming convention for liamocins. Journal of Surfactants and Detergents n/a(n/a).

Filbig, M, Kubicki, S, Bator, I, Hausmann, R, Blank, LM, Henkel, M, Thies, S and Tiso, T (2023). Chapter 8 - Metabolic and process engineering on the edge—Rhamnolipids are a true challenge: A review. Biosurfactants. Soberón-Chávez, G., Academic Press: 157-181.

Kossmann, DF, Huang, M, Weihmann, R, Xiao, X, Gätgens, F, Weber, TM, Brass, HUC, Bitzenhofer, NL, Ibrahim, S, Bangert, K, Rehling, L, Mueller, C, Tiso, T, Blank, LM, Drepper, T, Jaeger, K-E, Grundler, FMW, Pietruszka, J, Schleker, ASS and Loeschcke, A (2023). Production of tailored hydroxylated prodiginine showing combinatorial activity with rhamnolipids against plant-parasitic nematodes. Frontiers in Microbiology 14.  

Reifsteck, RA, Zhai, S, Gausmann, M, Ballerstedt, H, Tiso, T, Blank, LM and Jupke, A (2023). Techno-Economic Comparison of Bio-Cycling Processes for Mixed Plastic Waste Valorization. Chemie Ingenieur Technik 95(8): 1247-1258.