Wissenschaftler der Washington State University haben eine neue Methode zur Zuckergewinnung aus Maisstroh und anderen Pflanzenresten entdeckt, die möglicherweise einen neuen Weg zu nachhaltigen Biokraftstoffen eröffnet.

Ihr experimentelles Verfahren, das in Bioresource Technology veröffentlicht wurde, nutzt auf Ammoniumsulfit basierende alkalische Salze, um Maisstängel (Restmaisstängel, Maishülsen und andere Reststoffe) in kostengünstige Zucker für die Herstellung von Biokraftstoffen und Bioprodukten umzuwandeln, wodurch das Verfahren wirtschaftlicher wird.

„Preisgünstiger Zucker ist der Schlüssel zum kommerziellen Erfolg neuer Technologien zur Herstellung von Kraftstoffen und nützlichen Produkten aus erneuerbarer Biomasse“, sagte Bin Yang, Professor für Biosystemtechnik an der Washington State University und Hauptforscher der Studie.

Young und Mitarbeiter der University of Connecticut, des National Renewable Energy Laboratory (NREL), des USDA Forest Products Laboratory in Madison, Wisconsin, und der Washington University in St. Louis, Missouri, suchen nach einer kostengünstigen Methode, um zellulosehaltige Biomasse – Reststoffe aus Mais und anderen zähen, lignin- und zellulosereichen Nutzpflanzen – effizient in Zucker umzuwandeln.

Biomasse ist reichlich vorhanden und kostengünstig und birgt ein enormes Potenzial als Energiequelle und wertvolle Chemikalie. Die hohen Verarbeitungskosten stellen jedoch weiterhin eine erhebliche Herausforderung dar, da die Zersetzung komplexer Moleküle wie Cellulose und Lignin schwierig ist.

Um das enorme Potenzial dieser Ressource auszuschöpfen, müssen neue Vorbehandlungstechnologien entwickelt werden, die komplexe Polymere besser aufspalten und so die Herstellung von preiswerten Zuckern ermöglichen.

In dieser Veröffentlichung beschreiben Wissenschaftler ein Verfahren zur Vorbehandlung von Maisstängeln mit Kaliumhydroxid und Ammoniumsulfit bei milden Temperaturen. Durch diese Behandlung können Enzyme die Cellulosepolymere in Zucker aufspalten, die anschließend ohne chemisches Recycling zu Biokraftstoffen und Bioprodukten fermentiert werden können.

Sie berechneten, dass durch die Verwendung oder den Verkauf von Nebenprodukten zur Deckung der Produktionskosten der produzierte Zucker zu einem niedrigen Preis von 28 Cent pro Pfund verkauft werden könnte, wodurch er mit billigem importiertem Zucker konkurrenzfähig wäre.

„Dieses zum Patent angemeldete Verfahren kann nicht nur hochwertige fermentierbare Zucker für Bioraffinerien (ein industrieller Prozess, der Pflanzenmaterial in Kraftstoff umwandelt) produzieren, sondern auch Bodennährstoffe für Landwirte wieder auffüllen und Dünger herstellen“, mutmaßte Professor Yang, „und es wird keinerlei Abfall produzieren.“