Itaconsäureherstellung aus nachwachsenden Rohstoffen als Ersatz für petrochemisch hergestellte Acrylsäure

Itaconsäure, eine aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnisch herstellbare organische Säure, zeigt ähnliche Eigenschaften wie die petrochemisch hergestellte Acrylsäure. Im Vergleich zur Acrylsäure ist die Itaconsäure jedoch nicht gesundheitsschädlich und zeigt in der Anwendung aufgrund ihrer besonderen Struktur diverse Vorteile. Mit der aus nachwachsenden Rohstoffen umweltfreundlich hergestellten Itaconsäure kann die aus Erdöl hergestellte Acrylsäure ersetzt werden. In dieser Arbeit wird Itaconsäure mit dem filamentös wachsenden Pilz Aspergillus terreus in einem Submersverfahren in verschiedenen Reaktorformen von 300 ml bis 10 l hergestellt. Der Pilz liegt in Form von lockeren, ausgefransten Agglomeraten mit einem Durchmesser von ungefähr 0,1 mm mit langen einzelnen Myzelfäden vor. Die Itaconsäureherstellung mittels eines Eigenisolates des Aspergillus terreus wird in diesem Dokument beschrieben und optimiert. Mit diesem Stamm wird erstmals ein reproduzierbarer Prozess mit gesteigerter Produktivität vorgestellt. Die Endkonzentration der Itaconsäure konnte unter reproduzierbaren Bedingungen auf 90 g/l gesteigert werden, bei einer gleichzeitigen Verkürzung der Kultivierungsdauer auf 7 Tage. Das Wachstum, der Einfluss von Sauerstoff sowie die Produkt- und Nebenproduktbildung wurden untersucht. Weiterhin wurde die mikrobiologische Verwertbarkeit preiswerter, nachwachsender Rohstoffe erforscht. Der Pilz ist in der Lage, Xylose und Glycerin als alleinige Kohlenstoffquelle zu verwerten. Die vielfältigen Anwendungs- und Nutzungsmöglichkeiten der Itaconsäure erfordern eine ökonomische effektive Aufarbeitungsmethode. In dieser Arbeit wurden Vorversuche der Aufarbeitungsmethoden Elektrodialyse, Flüssig-Flüssig Extraktion sowie Kristallisation durchgeführt.