Biométhodes ist ein Biotech-Unternehmen, das seit 1998 auf dem Gebiet der Protein-Optimierung arbeitet. Aus der Überzeugung heraus, dass keine Nahrungsquelle als Biomasse verarbeitet werden sollte, hat sich das Unternehmen im Jahr 2007 entschlossen, sich auf die Vorbehandlung von Non-Food-Biomasse zu konzentrieren. Im Rahmen dieser Bemühungen begann die Zusammenarbeit mit einem Team von Forschern der amerikanischen Virginia Tech University. Daraus ist eine neuartige Technologie entstanden, die die beiden wichtigsten Verarbeitungsprozesse von Non-Food- Biomasse - chemisches Engineering und Biotechnologie - kombiniert.

Zwei-Phasen-Technologie

Die erste Phase des Verfahrens ist die chemische Vorbehandlung der Biomasse, die aus nicht-essbaren Teilen von Pflanzen (z. B. Mais- oder Weizenstroh, Zuckerrohrbagasse, holzige Rückstände) besteht. Die widerstandsfähige Biomasse wird in ihre drei Schlüsselkomponenten aufgespalten: Cellulose, Hemi-Cellulose und Lignin. Die sanfte Technik erhält die Qualität aller Bestandteile und verhindert gleichzeitig die Produktion von wertmindernden Hemmstoffen. Deswegen erhält der Biomasse-Bestandteil Lignin seinen chemischen Wert und kann z. B. als aromatischer Zusatz für Flugzeugtreibstoff, Dispersanten und Karbonfasern verwendet werden. Zudem ermöglicht die erste Phase die Verwertung von Pflanzenresten, die sonst vernachlässigt werden. Diese enthalten Mineralien und Phosphate und sind damit eine ideale Basis für Bio-Düngemittel.

Die beiden anderen Bestandteile der Biomasse, Hemi-Cellulose und Cellulose, werden in der zweiten Phase des Raffinerieprozesses mit Hilfe von Enzymen in Zucker umgewandelt. Dank der schonenden Vorbehandlung sind beide Bestandteile hochreaktiv und enthalten keine Hemmstoffe. Das ermöglicht eine schnelle Umwandlung mit einem wesentlich  einfacheren und billigeren Enzymcocktail. Der entstehende hochwertige Zucker kann leichter in Bioethanol umgewandelt werden und eignet sich für fortgeschrittene Biotechnologie-Anwendungen. Mit Hilfe dieser industriellen Biotechnologie-Anwendungen können fortschrittliche Biokraftstoffe und Biomaterialien produziert werden.

Unterschied zu bisherigen Technologien

Die aktuellen Bioraffinerie-Technologien der zweiten Generation können in zwei Wellen unterteilt werden. Die erste Welle, die in den frühen 2000ern begann, setzte stark auf den Gebrauch von Enzymen. Man nahm an, dass deren Produktionskosten gegen Null fallen würden. Da Enzyme aber komplexe Proteine sind, war dies nicht der Fall und die Verfahren der ersten Welle erwiesen sich als unwirtschaftlich. Die Entwickler von Technologien der nächsten Welle versuchten deshalb, den Gebrauch von Enzymen zu umgehen. Dazu entwickelten sie aggressive physikalische und chemische Verfahren, in denen die Biomasse beispielsweise hohen Temperaturen und großem Druck ausgesetzt war. Das mindert jedoch die Qualität und den Wert der Biomasse erheblich und verringert Anwendungsmöglichkeiten und dadurch letztendlich auch das wirtschaftliche Potential der Biomasse. Die neue Technologie ermöglicht eine milde chemische Vorbehandlung, die das Potential der Biomasse erhält und den Einsatz von Enzymen reduziert. Dieser Ansatz maximiert die Einnahmen, die aus der vollständigen Verwertung der Biomasse generiert werden, bei gleichzeitiger Minimierung der Verarbeitungskosten.

Vom Labor- zum Industriemaßstab

Nach Aussage von Gilles Amsallem, CEO von Biométhodes, wird derzeit die Technologie vom Labor auf firmeneigene Versuchsanlagen übertragen. „Wenn die Tests erfolgreich abgeschlossen sind - und das erwarten wir - können wir die Technologie industrialisieren. Der Bau einer Biokraftstoff-Pilotanlage in Virginia in den USA ist bereits im Gange. Aber wir planen mindestens zwei weitere Projekte: Eine Anlage in Europa mit dem Schwerpunkt auf landwirtschaftlichen Reststoffen und eine weitere in Südostasien. Die Palmöl-Industrie erzeugt dort eine enorme Menge an Lignocellulose-Nebenprodukten. Weil sich unsere Technologie flexibel an jedes ökologische Umfeld anpasst, werden wir die Pilotanlagen an verschiedenen Standorten bauen. Dazu haben wir Regionen mit verschiedenen Arten von Biomasse und geographischen Bedingungen gewählt", so Amsallem.