In der grünen Bioraffinerie werden aus dem Rohstoff Grassilage die Produkte Milchsäure, Aminosäuren, Zucker und Sulfate gewonnen. Dafür wird Silage abgepresst und aus dem Saft die genannten Wertstoffe abgetrennt. Wertvollstes Produkt sind die Aminosäuren. Diese sind Grundbausteine von Proteinen und bilden einen wesentlichen Bestandteil von Stoffwechselprozessen. Aminosäuren werden in vielen Produktionsbereichen benötigt; sie kommen z. B. in der Lebensmittelindustrie, der Pharmazie, in Futtermitteln oder als biologische Dünger zum Einsatz.

Im Prozess der Silierung werden nur etwa 30 % des im Rohstoff enthaltenen Proteins in Aminosäuren abgebaut. ForscherInnen des Energieinstituts an der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz haben nun in einem Sondierungsprojekt die Verbesserung des Aminosäurewirkungsgrades in der grünen Bioraffinerie untersucht. Das Projekt baut auf den Ergebnissen des mehrjährigen Betriebs der Demonstrationsanlage in Utzenaich auf und zielt darauf ab, die Wirtschaftlichkeit der grünen Bioraffinerie weiter zu erhöhen. www.fabrikderzukunft.at/highlights/bioraffinerie

Für den Abbau von Proteinen sind spezielle Enzyme, sogenannte Proteasen, zuständig. Im Projekt wurde die Möglichkeit zur Ausbeutesteigerung durch den Einsatz saurer Proteasen analysiert.

Außerdem wurden neue Verfahren zur Fest-/Flüssigtrennung getestet. Insgesamt konnte ein großer Know-how-Aufbau im Bereich der Proteolyse (Hydrolyse von Proteinen mittels Enzymen) generiert werden. Den Fraktionen Grassilage, Silagesaft und Presskuchen wurden kommerziell erhältliche Proteasen beigemischt und die Ausbeute an freien Aminosäuren bestimmt. Die Proteasen werden als extrazelluläre Enzyme durch Fermentation aus Mikroorganismen gewonnen. Die eingesetzten Enzyme führten zu einer stark schwankenden, geringen Ausbeutesteigerung von 0-30 Massenprozent. Um die Ausbeute der freien Aminosäuren bei der Proteolyse signifikant zu steigern, bedarf es der Entwicklung eines spezifischen Enzymmixes. Zum Vergleich wurde eine Hydrolyse mit Chemikalien durchgeführt, hier wurde eine 80%ige Ausbeute des vorhandenen Proteinpotentials als freie Aminosäuren erreicht.

Wichtige Erkenntnisse brachte die Stickstoffbilanz des gesamten Prozesses. Grassilage, Silagesaft und Presskuchen wurden chemisch analysiert, um zu identifizieren, wo das größte ungenutzte Proteinpotenzial liegt. Es zeigte sich, dass im Saft nur etwa 50 % des Proteins als freie Aminosäuren vorliegen. Deutlich mehr Protein verbleibt im Presskuchen, sodass hier das größte Potenzial für eine Ausbeutesteigerung gegeben ist.