Herstellung spezieller PHA-Polymere (eröffnung sommer 2018) produktionsstätte

Via Legnana 1900
Castel San Pietro Terme, Distrikt Gaiana, Bologna, Italien Für weitere Informationen: info@bio-on.it

Mit Bio-on Plants hat Bio-on eine neue Realität geschaffen, um der kontinuierlich steigenden Nachfrage nach PHA (Polyhydroxyalkanoat) für Spezialanwendungen gerecht zu werden. Bei Bio-on Plants handelt es sich um eine Produktionsstätte, die ausschließlich für die Erzeugung von PHA-Quantitäten mit Hilfe bakterieller Gärungsvorgänge und den von Bio-on entwickelten und weltweit zur Lizenzierung angebotenen Technologien konzipiert worden ist. Ziel ist es, einerseits neue Biopolymere für spezielle Anwendungen herzustellen und andererseits eine neue Palette von Produkten zur weltweiten Lizenzvergabe anzubieten. Bio-on Plants stellt das Biopolymer MINERV PHA in verschiedenen, von Bio-on Experten entwickelten und optimierten Ausprägungen her.
Das Logo Bio-on Plants und alle damit verbundenen Rechte sind Eigentum der Bio-on S.p.A..

Das Logo MINERV steht im Besitz von Bio-on S.p.A. und bezeichnet die grundlegende Herstellung von Polyhydroxyalkanoat oder PHA, eines linearen Polyesters, das in der Natur durch bakterielle Gärung von Zucker hergestellt wird. Über 100 verschiedene Monomere sind in dieser Familie mit eingeschlossen und lassen Materialien mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften entstehen. Es lassen sich thermoplastische oder elastomere Werkstoffe erzeugen, mit Schmelzpunkten, die zwischen 40 °C und über 180 °C variieren. MINERV-PHA ist ein hochleistungsfähiges PHA-Biopolymer. MINERV-PHA besitzt ausgezeichnete thermische Eigenschaften. Mit Hilfe der Charakterisierung können Produktionsanforderungen von minus 10 °C bis plus 180 °C erfüllt werden. Das Produkt ist besonders für die Fertigung von Gegenständen im Spritzguss- und Extrusionsverfahren geeignet. Ferner dient es dem Ersatz von stark umweltbelastenden Materialien wie PET, PP, PE, HDPE, LDPE.
Das Logo Bio-on Plants und alle damit verbundenen Rechte sind Eigentum der Bio-on S.p.A..

In verschiedensten Teilen der Welt sind Verbände tätig, die sich speziell dafür einsetzen, um die Öffentlichkeit auf den problematischen Gebrauch von Polymeren in Pflege- und Schönheitsprodukten (Kosmetikartikeln) aufmerksam zu machen. Seit dem Jahr 2013 weisen diese Verbände mit Nachdruck auf das Problem der Meeresverschmutzung durch bestimmte Kosmetik- und Körperpflegeprodukte, insbesondere der Hautpeelings, hin. Diese Kategorie von Materialien ist auch als Bestandteil in einer ganzen Reihe von anderen, oft häufiger verwendeten Verbrauchsartikeln (z. B. Haarwaschmittel, Cremen, Make-up usw.) vorhanden.
Die Veröffentlichung eines neuen, durch die Obama-Regierung erlassenen US-amerikanischen Gesetzes verbietet die Verwendung von aus Erdöl gewonnenen Polymeren in Körperflegeprodukten, vor allem in der Kategorie der „Peelings". Dadurch entsteht für die von Bio-on geschaffene Produktplattform (PHA, Polyhydroxyalkanoate) ein enormes Potenzial, und dies zusätzlich zu den Spezialanwendungen, der in einem neuen Patent beschriebenen Kosmetika mit der Bezeichnung Minerv-PHA Biokosmetik Typ C1.
Die Stellungnahme der USA gegen jene Kunststoffe, die im Mikro- und Nanobereich die umweltverschmutzenden Mikrobeads erzeugen, richtet sich vor allem gegen die „klassichen" Polymere, die in Kosmetikprodukten häufig zum Einsatz kommen: Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Nylon, Polyethylenterephtalat (PET) und Polypropylen (PP). Diese aus Erdöl gewonnenen und in der Natur nicht kompostierbaren Polymere verschmutzen nicht nur durch ihre Anwesenheit die Umwelt, sondern tragen durch ihren äußerst langsamen Abbau in den Gewässern und im Boden zu einer ständig zunehmenden Belastung bei. Der Ersatz der auf Erdöl basierten Polymere mit Polymeren aus biologischen Quellen oder mit Biopolymeren ändert die ganze Problematik der Umwelt- und insbesondere der Gewässerverschmutzung zwar nicht. Wir sind der Überzeugung, dass wir uns als einzige Wahl nicht nur für plastikfreie Meere sondern für Mikrobead-freie Meere einsetzen müssen, wenn wir wirklich etwas ändern wollen. Dieses Ziel könnte man relativ einfach durch den Einsatz von Polymeren erreichen, die von Bakterien vollständig in kurzer Zeit abgebaut werden können und deshalb zu keinen Anhäufungen von Mikrobeads führen. Die Zeit, die zum biologischen Abbau benötigt wird, und die beim Abbau erzeugten bakteriellen Stoffwechselprodukte spielen dabei eine wichtige Rolle. Bei der Minerv-Biokosmetik verbleiben die PHA nur für eine kurze Zeit in den Gewässern und im Boden, und die durch den bakteriellen Abbau erzeugten Produkte sind umweltverträglich und können sogar als Nährstoff für andere Mikroorganismen für eine positive Wirkung sorgen (positiver Beitrag für die Umwelt). Bio-on ist in der einzigartigen Lage, der Kosmetikbranche durch den Gebrauch von PHA eine Lösung zum Umweltschutz anzubieten, ohne dass dabei Abstriche bei der Leistung und Wirksamkeit der Produkte in Kauf genommen werden müssen. Dies ist daher möglich, da die PHA aus biologischer Quelle stammen und in der Umwelt zu keinen Anlagerungen führen, da sie durch Bakterien in Moleküle und Stoffwechselprodukte zerlegt werden, die für die Umwelt UNSCHÄDLICH und harmlos sind und sogar in gewissem Rahmen als Nahrung für spezifische biologischen Prozesse (Pflanzen, Mikroorganismen und Insekten) dienlich sind.

Es handelt sich dabei um biologisch verträgliche Verbindungen, die aus einem Polyhydroxyalkanoat (PHA) und aus einer biokompatiblen anorganischen Komponente bestehen, und mit Vorteil in der Rezeptur von kosmetischen und Körperpflegeprodukten zum Einsatz kommen. Die Verbindung eignet sich nicht nur zur Verwendung als biokompatible polymerische Komponente, die sich langfristig auf dem Keratin in der Haut und im Haar absetzen und auch nach mehrmaligem Spülen dort verbleiben kann, sondern sie kann auch als innovativer Träger und Verteiler von aktiven Substanzen dienen, deren Bioaktivität mit jeder Verabreichung verlängert wird. Die Minerv Biokosmetik (Typ C1) vereinigt in sich einen zweifachen Schutz: den Schutz der Umwelt und den Schutz der menschlichen Gesundheit. Diese Biokosmetik basiert auf natürlichen landwirtschaftlichen Kohlenstoffquellen und nicht auf Erzeugnissen der petrochemischen Industrie. Sie wird aus pflanzlichen Kulturen gewonnen, die atmosphärisches CO₂ binden und in Biomasse umwandeln.
Sie ist vollständig biologisch abbaubar und umweltverträglich wie kaum ein anderes Biopolymer. Bei den PHA handelt es sich um Moleküle, die auch im menschlichen Körper vorkommen, bioverträglich sind und nach vollbrachter Wirkung auf natürliche Weise resorbiert werden. Lippenstifte, Lipgloss, Mascara, Eyeliner, Schminke, Crèmen und Shampoos gehören zu den Produkten des alltäglichen Lebens, die Kunststoff-Polymere enthalten, und zwar vor allem in der Form von Mikrobeads oder Mikroplastikkügelchen.
Bis heute werden die in der Kosmetikindustrie verwendeten Kunststoff-Polymere aus fossilen Ressourcen, Erdöl und allgemein aus Kohlenwasserstoffen hergestellt.
Obwohl sich der Verbrauch hier auf den Kosmetikbereich beschränkt und deshalb aus erster Sicht relativ gering erscheinen mag, ist er jedoch angesichts der Größe der weltweiten Bevölkerung sehr hoch und trägt zur Erdölförderung bei, erhöht den Treibhauseffekt und belastet die Umwelt durch Materialien, die nicht biologisch abbaubar sind.
Dieser Kunststoff aus biologisch nicht abbaubarem Erdöl dringt in den natürlichen Kreislauf bis zum Plankton in den Fluss- und Meeresgewässern vor. Durch das Plankton, das die Mikrobeads aufnehmen kann, gelangen diese dann in die Nahrungsmittelkette. Mit MINERV PHA verschwinden diese Umweltbelastungen, da die Mikroteilchen in den PHA-Polymeren biologisch abbaubar sind und sich in der Umwelt nicht anhäufen. Und zudem gerät so ein Material auf die Haut, Lippen, Haare und Schleimhäute, das biokompatibel und auf natürliche Weise bioresorbierbar ist. Ein weiterer wichtiger Aspekt: Bio-on hat festgestellt, dass die Minerv Biokosmetik Typ C1 dazu fähig ist, aktive Moleküle, Antioxidantien wie das Koenzym Q10, Vitamine, Proteine und allgemein aktive Substanzen zu binden und so auf natürliche Weise an die für Kosmetika üblichen Wirkungsorte zu transportieren. Nachdem der aktive Inhaltsstoff am entsprechenden Wirkungsort abgeliefert ist, wird das MINERV-PHA-Polymer weggewaschen oder resorbiert, ohne dabei Rückstände zu hinterlassen.

Minerv-PHA Biokosmtik ist eine neue Palette von Vorprodukten für die Herstellung von Kosmetika. Auf dieser Produktepalette werden Mikrokügelchen angeboten, die sich für alle Anwendungen in der Kosmetikindustrie eignen.
Diese Palette unterteilt sich in drei Makrofamilien: SCRUB Diese Produkte bieten eine natürliche Alternative für Mikrokügelchen aus Polyethylen (PE).
Sie sind in verschiedenen Größen von 100 bis 800 μm erhältlich und können so an die Spezifikationen von Peelings mit den verschiedenen Wirkungsgraden weich, mild und hart angepasst werden und in allen Formulierungen eingesetzt werden: Körperpeelings, Gesichtspeelings, Gesichtsreiniger, Zahnpasten, ....
Sie sind einfach zu verarbeiten und zu stabilisieren und bieten eine flexible Lösung für alle Arten von Formulierungen (Emulsionen W/O, Emulsionen O/W, Gel, ...) TEXTURING Hochsphärische Ultrafeinpulver (Mikropulver) in verschiedenen Granulaten von 5 bis 20 μm, die speziell der Strukturgebung oder der Modifizierung der sensorischen und taktilen Eigenschaften kosmetischer Produkte dienen:
Die Zugabe dieser Granulate hilft dabei, folgende Aspekte zu verbessern:

• erste Empfindung bei Berührung der Haut mit dem Produkt
• Anwendungsfreundlichkeit
• Empfindung nach der Anwendung

Mit ihren spezifischen Eigenschaften verändern sie die Struktur der Crèmen und geben ihnen ein "elegantes Feeling" und eine variierende Klebrigkeit.
Die Mikropulver der Produktlinie Minerv-PHA Biokosmetik sind einerseits wasserabstoßend und entziehen deshalb keine Feuchtigkeit aus der Haut. Andererseits sind sie äußerst lipophil und zeichnen sich dadurch durch eine hohe Absorptionsfähigkeit von Hautfett und Sebum aus. Durch diese Eigenschaft erhält auch eine etwas fettigere Haut eine natürliche Mattierung (Matt-Effekt). Die optischen Eigenschaften (optische Wirkung) der Mikropulver Minerv-PHA Biokosmetik reichen jedoch noch weiter; sie besitzen nämlich einen weiteren Leistungsfaktor: Soft Focus. Damit ist die Fähigkeit gemeint, Falten und Furchen in der Haut zu glätten und der Gesichtshaut so ein weicheres Aussehen zu geben. AKTIVE INHALTSSTOFFE Diese Produktlinie auf Grundlage der Texturierungs-Mikropulver kann dank einer patentierten Technologie ein breites Spektrum von aktiven Substanzen transportieren (z. B. UV-Filter, Anti-Age-, Antizellulite-, antibakterielle und hautstraffende Wirkstoffe etc.).
Da die Wirkstoffe, die oft instabil und auf chemische Zersetzungsprozesse anfällig sind, durch die Ummantelung im biologisch abbaubaren Träger geschützt sind, weisen diese Produkte im Vergleich zu den klassischen Formulierungen oft eine erhöhte Wirksamkeit, Stabilität und Verarbeitbarkeit auf.
Die polymere Struktur gewährleistet zudem eine besser kontrollierbare und länger anhaltende Freisetzung der Wirkstoffe.

Das industrielle Verfahren von Bio-on zeichnet sich auf dem technologischen Gebiet der Herstellung und Vermarktung von Biopolymeren durch einzigartige Eigenschaften aus. Dank unseres Verfahrens können wir uns auf einmalige Weise auf den Faktor „Natürlichkeit" konzentrieren und können dabei auf organische Lösungsmittel oder die gentechnische Veränderung von Bakterien und Pflanzen verzichten. Diese Merkmale erlauben es den von Bio-on hergestellten PHA-Polymeren, mit Erfolg in zahlreichen Lebensmittelanwendungen sowie unmittelbar in Lebewesen - und zwar extra- oder intrakorporal - zum Einsatz zu kommen. Aus diesem Grund haben wir bereits erfolgreich Scaffolds für die Herstellung von Knochen- und Gefäßgeweben entwickelt. Das sind Produkte, die das Portfolio von Bio-on ausbauen und bereichern. Die neue Produktlinie Minerv Biokosmetik steht nun als Vorprodukt für den Gebrauch in verschiedenen kosmetischen Anwendungen zur Verfügung. Unser Forschungs- und Entwicklungsteam hat ein intensives Produktentwicklungsprogramm 2016 - 2010 erstellt, nicht zuletzt auch mit Hinblick auf die Ersetzung der Polymerteilchen, die zum heutigen Zeitpunkt in Zahnpasten, Haarwaschmitteln, (die im US-Gesetz erwähnten) Peelings, Bräunungs- und Sonnenschutzcremen und vielen anderen Produkten verwendet werden.
Bio-on stellt sich zur Zusammenarbeit mit anderen privaten Forschungslaboratorien zur Verfügung mit dem Ziel, weitere innovative Anwendungen für die Minerv Biokosmetik Typ C1 zu entwickeln.
Unsere Produkte basieren auf Polymeren, die aus Gärprozessen gewonnen werden, 100-prozentig natürlich sind und biologisch vollständig innert kurzer Zeit (vor allem in kleinen Teilchen) im Wasser und im Boden biologisch abbaubar sind. Sie gehören daher zum heutigen Zeitpunkt zu den weltweit am weitesten entwickelten Werkstoffen zur nahtlosen Ersetzung der in den Schönheitsprodukten verwendeten Kunststoffe und unterliegen keinen gesetzlichen Einschränkungen. https://www.youtube.com/watch?v=uAiIGd_JqZc
https://www.youtube.com/watch?v=mGzIz9Ld-sE
https://www.youtube.com/watch?v=pfq000AF1i8 http://www.fda.gov/Cosmetics/GuidanceRegulation/LawsRegulations/ucm2005209.htm
https://www.congress.gov/bill/114th-congress/house-bill/1321/text http://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/?uri=URISERV%3Aco0013
http://ec.europa.eu/growth/sectors/cosmetics/legislation/index_en.htm

„Der Einsatz des Biokunststoffes PHA bietet einen großen Vorteil, da er für die Gesundheit des Patienten sicher ist und keine Nebenwirkungen hat. Produkte, die sicher für die Umwelt und die menschliche Gesundheit sind, vor allem und gerade bei Anwendungen in der Biomedizin: Die Biokunststoffe von Bio-on erfüllen diese Voraussetzungen auf perfekte Weise und eröffnen wichtige und noch nicht erforschte Anwendungen auf dem Gebiet der medizinischen Nanotechnologie, einem Sektor mit exponentiellem Wachstum." Neben der Anwendung in der Diagnostik besteht eine zweite therapeutische Funktion, da es möglich ist, die Nanokapseln mit Medikamenten, z. B. für die Chemotherapie, zu beladen. In der Zukunft können die minerv BIOMEDS Nanokapseln demnach zur gezielten und selektiven Behandlung gegen Krebs eingesetzt werden. Die Verbindung von therapeutischem und diagnostischem Ansatz hat zur Bildung des Kofferwortes Theranostik geführt. Durch die vielseitige Verwendbarkeit sind die Nanokapseln multifunktional einsetzbar - ein duales System, das theranostische Anwendungen bei der klinischen Patientenversorgung in der Onkologie und auf dem Gebiet der neurodegenerativen Erkrankungen erlaubt und dadurch den Ärzten Sicherheit bei der Behandlung ihrer Patienten gibt. Die von Bio-on entwickelten PHA-Polymere werden aus erneuerbaren pflanzlichen Quellen gewonnen, die nicht mit der Nahrungskette im Wettbewerb stehen und vollständig umweltverträglich und in der Natur zu 100% biologisch abbaubar sind. Die in diesem Bereich getätigten Forschungsarbeiten und das von Bio-on angemeldete Patent zeigen, das diese Biokunststoffe auch mit Erfolg auf dem Gebiet der Nanomedizin zum Einsatz kommen können, da es sich bei ihnen um bioverträgliche Materialien handelt, die für die menschliche Gesundheit unbedenklich sind. Der globale Markt für Kontrastmittel alleine wird von vier multinationalen Konzernen dominiert, die im Jahr 2015 gesamthaft einen Umsatz von 4,3 Milliarden Dollar verbuchen konnten. Laut den neuesten Schätzungen sollen diese Umsätze im Verlauf der nächsten 5 Jahre auf 6 Milliarden Dollar steigen dank einer Wachstumsrate von 39.5 %. Durch die Synthese von anorganischen-organischen Hybridsystemen betritt die Bio-on das Gebiet der biomedizinischen-pharmazeutischen Anwendungen mittels theranostischer Ansätzen. Der Begriff „Theranostik" ist durch die Verschmelzung der beiden Begriffe „Therapie" und „Diagnostik"entstanden. Die innovativen Nanokapseln minerv Biomeds haben einen Durchmesser von 80-100 Nanometer und bestehen aus Polyhydroxyalkanoat.
Ihre therapeutische Anwendung in der Onkologie besteht in der kontrollierten und gezielten Freisetzung von Medikamenten zur Bekämpfung von Krebs.
Dank der biokompatiblen Eigenschaften und der Möglichkeit, die Nanokapseln zu lenken, kann das Produkt minerv Biomeds gezielt an den Behandlungsort gebracht werden. So wird das Medikament genau dort freigesetzt, wo es gebraucht wird, und die Nebenwirkungen auf die gesunden Zellen können reduziert werden. Die Nanokapseln minerv Biomeds können auch kleinere bioverträgliche Nanopartikel aus Metall aufnehmen (20-30 nm) für die Anwendung in der Diagnostik (Imaging).
Diese metallischen Nanoteilchen können kugel- oder zylinderförmig sein und bestehen entweder aus Eisenoxid mit magnetischen Eigenschaften oder aus Gold mit plasmonischen Eigenschaften. Die magnetischen Nanopartikel werden in MRI- Untersuchungen verwendet. Dort gelten sie als ein für die menschliche Gesundheit sicheres Produkt, das eine effiziente Darstellung der erkrankten Gebiete erlaubt. Die Nanozylinder aus Gold kommen in der innovativen Photoakustik zum Einsatz, wo die Krankheitszonen im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren mit konstant hoher Bildauflösung und Empfindlichkeit dargestellt werden können.
Bei der Photoakustik handelt es sich um ein innovatives nicht-invasives Bildgebungsverfahren zur hochauflösenden Bilddarstellung von Krankheitszonen im Körper. Das Verfahren zeichnet sich nicht nur durch hohe Präzision aus sondern ist auch äußerst sicher, da bei ihm keine ionisierenden Strahlen zur Anwendung kommen. In den Gebäuden von Bio-on Plants sind auch Labore der Bio-on S.p.A. untergebracht. Diese Forschungseinrichtungen zeichnen sich durch ein hochmodernes Forschungsumfeld für die Entwicklung von Gärungsverfahren und die Entwicklung von PHA-Polymeren für spezialisierte Bereiche aus. Ausgerüstet mit Abzugsanlagen für die chemische Synthese und Trennung auf Arbeitsflächen mit Absaugvorrichtungen. Labore mit Glaswaren für die Erprobung von Reaktionen sowie die Trennung und Vorbereitung von Mustern für die chemische Analyse.
Die Labore verfügen zudem über Instrumente für Mischvorgänge, kontinuierliche und diskontinuierliche Chargenprozesse, Zentrifugen, Meßgeräte für die Analyse der chemischen Struktur, des Molekulargewichts usw. Für den kosmetischen Bereich besonders wichtig ist der Arbeitsbereich für die Zellbiologie, der mit Laminar-Flow-Hauben, Sterilhauben und UV-Lampen ausgerüstet ist. Die Mikrobiologie-Labore sind mit optimalen Geräten ausgerüstet, die eine möglichst effiziente Durchführung der folgenden Aufgaben gewährleisten: - Optimierung der Zellklone
- Belieferung der Produktionsanlage mit sterilen Inokula zum gegebenen physiologischen Zeitpunkt
- Untersuchung verschiedener Arten von Rohstoffen für die Herstellung von PHA-Polymeren Besondere Aufmerksamkeit wird auf die Sterilität während der Vorbereitung der Zellkulturen gelegt. Die Testlabore erfüllen verschiedene Funktionen: - Kontrolle Rohstoffqualität
- Unterstützung bei der Durchführung des Gärungsprozesses
- Ermittlung der Produktionsausbeute

Im Rahmen der Gärungsprozesse werden die besten Verfahren in Vergärungsanlagen mit verschiedenen Größen und verschiedenen Skalierungen ausgeführt: - Laborproduktion
- Pilotproduktion
- Industrielle Produktion von Spezialprodukten ab 2018 Die mechanischen und elektronischen Komponenten werden laufend optimiert analog der weiteren Entwicklung der relevanten Verfahren. Besonderes Augenmerk wird auf das Datenerhebungssystem während des Gärungsprozesses und auf das Prozessdatenmanagement-System gelegt. Herstellung von PHA-Polymeren aus Kohlenstoff Bio-on befasst sich zur Zeit mit dem Prozess zur Herstellung von PHA-Polymeren aus CO₂.
Der Mikroorganismus Cupriavidus necator besitzt die metabolische Kapazität, PHA anzuhäufen. In einem autotrophen Prozess metabolisiert er dazu CO₂ und wandelt es in PHA um. Auch der heterotrophe Prozess aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten ist vom CO₂ abgeleitet, das in den Kulturen durch die Chlorophyll-Photosynthese gespeichert und in den Pflanzen in Lipide und Kohlenhydrate umgewandelt wird. Die Zucker und Lipide der industriellen Transformationsphase finden sich als Melassen und Glyzeride in den Transformationsnebenprodukten wieder und ergeben so eine optimale Kohlenstoffquelle für die Gärungsvorgänge. Der an der CO₂ -Umwandlung beteiligte Prozess ist Bestandteil eines neuen wissenschaftlichen und technologischen Vorstosses zur direkten Sequestrierung von CO₂ aus der Luft. Dabei entsteht ein zweifacher Vorteil: Benutzung einer Kohlenstoff-Quelle, die mit keinen Kosten verbunden ist, und Senkung der CO₂ -Konzentration in der Luft, was sich positiv auf die Milderung des Treibhauseffekts auswirkt. Die Selektion und Optimierung der Mikroorganismen für die Synthese wird fortlaufend weiterentwickelt. In einer fortgeschrittenen Bauphase werden die Eigenschaften der Vergärungsanlagen festgelegt, die für diese neue Generation von Technologien erforderlich ist. Die Haupthindernisse bestehen in der Bindung von CO₂ aus der Luft und der niedrigen Löslichkeit von CO₂ im Wasser. Dies sind momentan die größten Hindernisse, die es zu überwinden gilt, damit dieser neue technisch-wissenschaftliche Vorstoss für die industrielle Anwendung genutzt werden kann. Die Forschungs- und Entwicklungsphasen spielen sich auf drei Ebenen ab: mikrobiologisch
verfahrenstechnologisch
bautechnologisch Die Aufmerksamkeit gilt dabei während der Umsetzung der Notwendigkeit eines stabilen Verfahrens in industrieller Größe. Bio-on führt auf Wunsch unterschiedliche Charakterisierungsgrade aus.
Unsere Laboratorien wählen ein zum Benchmark erhobenes bekanntes Kunststofferzeugnis aus, das auf der Grundlage der Bio-on-Technologie zur Erzeugung von PHA aus den Nebenprodukten der Zuckerrübe oder von Zuckerrohr charakterisiert werden soll.
Auflistung der bekannten Makro-Produktfamilien*, deren technische Eigenschaften mit Hilfe von PHA repliziert werden können: - Polyethylen mit niedriger Dichte (LDPE)
- Polyethylen mit hoher Dichte (HDPE)
- Polypropylen (PP)
- Polyvinylchlorid (PVC)
- Polystyrol (PS)
- Polyethylen (PE)
- Polyethylenterephtalat (PET)
- PMMA (*) nach Ermittlung der PHA, die der gewünschten Makrofamilie (z.B. Polypropylen, PP) entsprechen, wird mit der Charakterisierung und der Bestimmung des einzelnen Grades fortgefahren, der einen ganz präzisen weiteren Verwendungsrahmen mit Blick auf das mechanische Verhalten, die physikalischen Eigenschaften und die thermische Leistungsfähigkeit absteckt.
Für weitere Informationen wenden Sie sich an: info@bio-on.it

Die Technologie zur Herstellung von Minerv-PHATM besteht aus einer Reihe von aufeinander folgenden Teilprozessen, die es ermöglichen, die in landwirtschaftlichen Nebenprodukten vorkommenden Kohlenstoffquellen in Polyhydroxyalkanoate (PHA) umzuwandeln - Moleküle, die durch ihre Eigenschaften dazu geeignet sind, viele aus fossilen Ressourcen gewonnene Kunststoffe auf dem Markt zu ersetzen und sich auf ganz besondere Art von herkömmlichen Kunststoffen unterscheiden: sie sind nämlich biologisch abbaubar.
Polyhydroxyalkanoate (PHA) sind wie andere Biokunststoffe in der Kompostierungsphase biologisch abbaubar, aber nicht nur: sie bauen sich auch mithilfe der Stoffwechselaktivität der natürlich in der Umwelt vorkommenden Mikroorganismen im freien Gewässer ab und zeichnen sich dadurch durch eine ganz besondere Eigenschaft aus.
Die Technologie von Bio-on wurde so konzipiert, dass der ökologische und biologische Charakter der Polyhydroxyalkanoate (PHA) beibehalten und gefördert wird. Es gibt zwei Produktplattformen:
Polyhydroxybutyrat (PHB)
Polyhydroxybutyrat-valeriat-valeriat (PHBVV) Die beiden Produktplattformen weisen wesentlich verschiedene Eigenschaften auf, die es ermöglichen, herkömmliche, biologisch nicht abbaubare Kunststoffe aus fossilen Ressourcen zu ersetzen. Tatsächlich handelt es sich bei den PHBVV um einen Familie von Molekülen, die in der Flexibilität entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung modifiziert werden können. Die Teilprozesse sind: a. a) Gärung (Up-Stream-Phase)
b. b) Rückgewinnungs- und Reinigungsphase (Down-Stream-Phase) Der Gärungsprozess beruht auf einem bakteriellen Mikroorganismus des Stamms Ralstonia eutropha, der die Fähigkeit hat, durch Metabolisierung von Kohlenstoffquellen Polyhydroxyalkanoat (PHA) zu erzeugen. Die dabei verwendeten Kohlenstoffquellen können unterschiedlicher Natur sein, beispielsweise:
Nebenprodukte der Zuckerrübenindustrie
Nebenprodukte der Zuckerrohrindustrie
Glycerin oder Pflanzenöl aus der Biodieselproduktion
Öle und Fette verschiedenen Ursprungs Die erste Wachstumsphase begünstigt den Anstieg der bakteriellen Biomasse (d.h. der vorhandenen Zellen). Für dieses Ziel: - stellen wir alle Nährstoffelemente bereit, die notwendig sind, damit sich der Mikroorganismus innert kürzest möglicher Zeit vermehren kann;
- kontrollieren wir die Verfahrensparameter (pH, Temperatur und Druck), um ein optimales Umfeld für ein rasches Wachstum zu erzeugen;
- steigern wir die Anzahl aufeinanderfolgender pflanzlicher Wachstumsphasen in der Gäranlage mit dem Ziel, die produktive Phase von der unproduktiven Phase des Biomassenwachstum zu entkoppeln. Der verwendete Mikroorganismus ist vollständig frei von Pathogenität und deshalb stellt die Produktionsstätte kein Risiko für die Angestellten oder die Anwohner dar. Die wesentlichen Zwecke der Gärung sind:
- ertragreiche Stoffumwandlung des Substrats in Polyhydroxyalkanoate (PHA);
- hohe Ausbeute von Polyhydroxyalkanoaten (PHA) pro Zeiteinheit. Wie oben erwähnt, bestehen produktive Phasen, die aus zeitlicher Sicht keinen Einfluss auf die Produktionsrate haben, da sie in einer Parallelphase zur eigentlichen fermentativen Herstellungsphase verlaufen. Zu diesen Hilfsphasen zählen:
- Wachstum des Mikroorganismuses in den vegetativen Phasen im Kolben und in der Gäranlage;
-Sterilisierungsverfahren des Nebenprodukts, das als Kohlenstoffquelle dient;
- Vorbereitung der Nährflüßigkeiten für den bakteriellen Stoffwechsel. Nach Abschluss des Gärvorganges wird die reichhaltige Polyhydroxyalkanoat-Brühe abgeschöpft, um die Gäranlage für die nachfolgenden Phasen zu entkoppeln. Diese wird nach Entnahme der Gärbrühe gereinigt, aufbereitet und sterilisiert und so für die Verabreichung des nächsten, im Vorhinein präparierten Inokulums vorbereitet. Im Zusammenhang mit der Synthese ist die Rückgewinnng (recovery) auf dem Gebiet der Gärung ein Fachbegriff und bedeutet, dass das zu verarbeitende Molekül aus dem gesamten Gemisch der Gärbrühe extrahiert werden muss, bis ein hochgradig reines Rohprodukt erreicht wird, das in der Reinigungsphase solange aufbereitet wird, bis ein marktfähiges Produkt vorliegt. Nach Abschluss des Vorgangs weist der Mikroorganismus eine Biomasse auf, die bis zu 80% aus Polyhydroxyalkanoaten (PHA) besteht. Diese befinden sich in den Zellwänden. Aus diesem Grund gehört die Reinigungsphase in der Bio-on Technologie zu jener Familie von Vorgängen, bei denen die Extraktion zur Zerstörung der Zelle führt. Die anderen 20% der Biomasse bestehen aus Proteinen, Plasmamembranen und allgemeinen zytoplasmischen Bestandteilen, die mit standardmäßigen Reinigungsverfahren behandelt werden. Der Vorteil der Bio-on Technologie besteht an erster Stelle darin, dass sie es erlaubt, den ökologischen Charakter beizubehalten und, an zweiter Stelle, dass bei ihr der biologische Ursprung der im Vorgang enthaltenen und verwendeten Kohlenstoffquellen gewährleistet ist und keine organischen Lösungsmittel, beispielsweise Chloroform oder Aceton, verwendet werden. Diese verursachen nämlich eine hohe Umweltbelastung und stellen einen maßgebenden Kostenfaktor im Herstellungsverfahren dar.