Bewertung der kontinuierlichen, mehrstufigen Ethanolproduktion aus hochkonzentrierter Maische (aus einer Mischung aus Zuckerrohrsaft und -ablauf als Rohstoff) mit Ernte, Reaktivierung und Wiederverwendung der Hefe

Bei der Ethanolproduktion kann durch das VHG-Verfahren (gekennzeichnet durch hochkonzentrierte Maische) aufgrund des hohen Ethanolgehalts von bis zu 15% (v/v) die Produktivität nahezu verdoppelt [9.8kg/(m3·h)], der Vinasseanfall auf 5,4L/L reduziert sowie der Energiebedarf minimiert werden. Das Konzept des neuen Verfahrens basiert auf dem Erhalt der Hefe-Zellaktivität bei hohem Ethanolgehalt sowie einer hohen Wiederverwendungsrate der Hefe. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen mehrstufigen Betrieb mit abnehmendem Temperaturprofil in den Fermentationsstufen (von 34 auf 28°C), die Standardisierung der Maischen in mikrobiologischer und physikalisch-chemischer Hinsicht, die Zuführung der Maische zur ersten und zweiten Fermentationsstufe sowie eine intrazelluläre Entgiftung durch eine zweite Zentrifugation gefolgt von einer Hefebehandlung, die die Lebensfähigkeit der Hefe fördert. Die grundlegenden Parameter wurden im Labormaßstab im Zulauf-Verfahren mit Zellwiederverwendung entwickelt. Ein Oxidations-Reduktions-Potenzial-Sensor wurde erfolgreich zur Bestimmung des Mikrobelüftungsbedarfs zur Unterstüzung eines hohen Ethanolgehaltes in der letzten Fermentationsstufe und als Werkzeug zur Überwachung der Hefereaktivierung eingesetzt. Die im Labormaßstab erhaltenen optimierten Parameter wurden für die maßstabsgerechte Vergrößerung zu einer kontinuierlichen, ununterbrochen arbeitenden Fermentations-Pilotanlage genutzt.