Biopolymere / Werkstoffe

Chitosan

Chitosan ist ein natürliches Polysaccharid – biologisch abbaubar, biokompatibel, nicht toxisch und ein guter Filmbildner. Chitosan lässt sich chemisch und enzymatisch modifizieren und in verschiedene Anwendungsformen (Fasern, Folien, Kapseln Beschichtungen) überführen. Das Einsatzgebiet von Chitosan reicht von der Abwassertechnik bis zur Herstellung von Spezialprodukten in der Medizin. Gegenwärtig wird das Chitosan weltweit durch Deacetylierung von Chitin aus Krabbenschalen gewonnen. Die Verfügbarkeit von Chitin aus Krabbenschalen ist saisonbedingt und das Chitin aus Meereslebewesen ist u. U. mit Schwermetallen kontaminiert. Somit gewinnt Chitin aus Pilzen für die Chitosanproduktion wachsende Bedeutung, insbesondere für Spezialprodukte in der Medizin. Das Chitin aus pilzlichen Fermentationsprozessen kann extrahiert und durch chemische oder enzymatische Deacetylierung in Chitosan umgewandelt werden. Um die Gewinnung von Chitosan wirtschaftlich zu gestalten, werden Pilzmycelien aufgearbeitet, die als Nebenprodukt bei der Gewinnung von Enzymen und Antibiotika anfallen. Durch den Einsatz preisgünstiger Substrate (z.B. Dünnschlempe aus der Ethanol -Fermentation) gewinnt die Kultivierung von Pilzen an Bedeutung, die Chitosan als Bestandteil der Zellmasse bilden.

Referenzprojekte:
Untersuchungen zur Gewinnung von Chitosan aus Pilzmycelien der Enzymproduktion – FNR

Herstellung pilzlichen Chitosans zu Testzwecken für die Applikation – FNR/ BMVEL

Untersuchungen zur Entfernung von 17-ß-Östradiol aus Wässern mittels Pilz-Chitosan – SAB

Werkstoffe aus Lignocellulose

Die Arbeiten zur Herstellung von Werkstoffen betreffen die Entwicklung und Applikation pilzlicher Enzymsysteme zur Modifikation von Lignocellulosen aus ein- und mehrjährigen Pflanzen für unterschiedliche Anwendungen. Auf der Suche nach effektiven Enzymen wurde in Kooperation mit der TU Dresden damit begonnen, hydrolytische Enzymsysteme (Cellulasen und Xylanasen) zur Modifizierung holzeigener Polysaccharide einzusetzen.

Ein Schwerpunkt der Arbeiten betrifft die enzymatische Fasermodifikation zur Aktivierung stoffeigener Bindekräfte für die Verarbeitung zu Holzfaserwerkstoffen, insbesondere MDF und Holzfaserdämmplatten. Das Ziel besteht darin den Einsatz formaldehydhaltiger Kunstharzbindemittel zu reduzieren oder ganz einzusparen und die Werkstofffestigkeiten zu erhöhen und die Wasserbeständigkeit der Werkstoffe zu verbessern. Einen weiteren Schwerpunkt betrifft die Gewinnung und enzymatische Modifikation von Lignin für die Anwendung in Biocompositen.

Referenzprojekte:
Improvement of strength properties and reduction of emission of volatile organic compounds by enzymatic modification of lignin containing biopolymers and composites (www.era-ib-lignin.eu) – SMUL
Biotechnologische und verfahrenstechnische Modifikation von ein-und mehrjährigen Lignocellulosen für die Herstellung biologisch abbaubarer Werkstoffe; Untersuchungen zur enzymatischen Modifikation von Faserstoffen aus unterschiedlichen Lignocellulosen (Verbundprojekt) – SMWK
InnoRegio Musicon Valley: Einsatz von modifizierten Holzwerkstoffen für den Musikinstrumentenbau, Beseitigung von Geruchsemissionen und Verbesserung der mechanischen Eigenschaften durch enzymatische Modifikation des Naturstoffes (Verbundprojekt mit der TU Dresden) – BMBF