Grundlagen biochemischer Konversionen

Biomasse kann durch biochemische Verfahren in End- bzw. Nutzenergie umgewandelt werden. Die einer derartigen Umwandlung zugrunde liegenden wesentlichen biologischen Grundlagen – und die daraus resultierenden Anforderungen an die Verfahrenstechnik – werden in diesem Kapitel diskutiert. Dazu wird zunächst auf den Aufschluss der Biomasse eingegangen, da biochemische Konversionsprozesse typischerweise langsam sind und deshalb eine große innere Oberfläche, auf der die Biokatalysatoren aktiv werden können, benötigt wird. Diskutiert werden die entsprechenden mechanischen, physikalischen und chemischen Prinzipien. Danach wird zunächst auf die Grundlagen der biochemischen Konversion – und die sie bestimmenden Determinanten – eingegangen; in diesem Kontext werden auch wesentliche Begriffe diskutiert, die in diesem Zusammenhang immer wieder fallen. Anschließend werden sowohl für Enzym-katalysierte als auch für mikrobiologische Umsetzungen jeweils der Aufbau und die Funktion, die Grundlagen der entsprechenden Kinetik und neben potenziellen Hemmungsmechanismen auch exemplarische industrielle Anwendungsfälle dargestellt und vertieft. Final werden ausgehend davon die verfahrenstechnischen „Leitplanken“ einer technischen Umsetzung derartiger Prozesse zur Erzeugung von Energieträgern und / oder Plattformchemikalien begründet abgeleitet und diskutiert; diese stecken quasi das Feld ab, innerhalb dessen sich die verfahrenstechnischen Lösungen bewegen müssen.