Bio2Nylon - Nachhaltige Produktion von Bio-Adipinsäure als Plattform-Chemikalie aus Lignin-Reststoffen

Die Schlüsselchemikalie Adipinsäure dient zur Herstellung von Polymeren, Pharmazeutika und Agrochemikalien, Produkten mit einem jährlichen Marktvolumen von mehreren Milliarden Euro. Sie ist bislang nur aus fossilen Rohstoffen unter hohem Energieeinsatz zugänglich. Daher gibt es ein großes Interesse an biologisch basierter Adipinsäure für die aber bislang kein kompetitiver, industrieller Prozess existiert. Das Projekt Bio2Nylon (2015-2018) erforscht ein neuartiges Herstellungskonzept für Bio-Adipinsäure, welches aromatische Verbindungen als Ausgangsstoffe nutzt. Dieser zielt, bei geringen Energiekosten, auf die neuartige, direkte Nutzung des Abfallstoffes Lignin ab, der in großen Mengen bei der Zellulose-, und Hemizellulose-Herstellung aus Lignozellulose anfällt und bislang kaum Möglichkeit zur stofflichen Verwertung bietet. Damit ermöglicht das neue Verfahren eine erhebliche Umweltschonung im Vergleich zu existierenden petrochemischen Routen. Das Projekt wird im Rahmen der VIP-Initiative durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Als assoziierte Partner unterstützen das Energieforschungsinstitut ECN (Petten, Holland), sowie das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie (Potsdam) das Projekt im Bereich der Rohstoffvorbehandlung und der Skalierung des neuen Verfahrens in den Pilotmaßstab.

Publikationen

Kohlstedt M, Weimer A, Weiland F, Stolzenberger J, Selzer M, Sanz M, Kramps L, Wittmann C (2022) Biobased PET from lignin using an engineered cis,cis-muconate-producing Pseudomonas putida strain with superior robustness, energy and redox properties. Metab. Eng. 72:337-352. Link.

van Duuren, JBJH, de Wild, PJ, Starck, S, Bradtmöller, C, Selzer, M, Mehlmann, K, Schneider, R, Kohlstedt, M, Poblete-Castro, I, Stolzenberger, J, Barton, N, Fritz, M, Scholl, S, Venus, J, Wittmann, C (2020) Limited life cycle and cost assessment for the bioconversion of lignin-derived aromatics into adipic acid. Biotech. Bioeng. 17:1381-1393. Link.

Kohlstedt, M, Starck, S, Barton, N, Stolzenberger, J, Selzer, M, Mehlmann, K, Schneider, R, Pleissner, D, Rinkel, J, Dickschat, JS, Venus, J, van Duuren, J, Wittmann C (2018) From lignin to nylon: Cascaded chemical and biochemical conversion using metabolically engineered Pseudomonas putida. Metab. Eng. 47:279-293. Link.

Barton N, Horbal L, Starck S, Kohlstedt M, Luzhetskyy A, Wittmann C (2018) Enabling the valorization of guaiacol-based lignin: Integrated chemical and biochemical production of cis,cis-muconic acid using metabolically engineered Amycolatopsis sp. ATCC 39116. Metab. Eng. 45:200-210. Link.

Becker J, Kuhl M, Kohlstedt M, Starck S, Wittmann C (2018) Metabolic engineering of Corynebacterium glutamicum for the production of cis,cis-muconic acid from lignin. Microb. Cell Fact. 17:115. Link.

Koordinator

Christoph Wittmann

Partner