Förderbeispiel
Nachhaltige BioProduktion: Rostfrei durch Enzyme
Rost verursacht allein in Deutschland einen Schaden von rund 35 Milliarden Euro im Jahr. Bislang ist die Beseitigung mit hohen Umwetlbelastungen verbunden. Beim Beizen mit Flusssäure oder anderen hochkonzentrierten anorganischen Säuren sind die Beschäftigten gefährdet, die Werkzeuge schnell verschlissen und die Entsorgungskosten der aggressiven Materialien gewaltig. Wissenschaftler des Braunschweiger Biotechnologie-Unternehmens ASA Spezialenzyme GmbH sind auf eine umweltfreundlichere Lösung gestoßen . Mit Unterstützung im BMBF-Förderschwerpunkt Nachhaltige Bioproduktion ist es ihnen gelungen, Enzyme für die Entrostung zu verpflichten.
Dabei nutzten die Forscher die Tatsache, dass Rost nichts weiter als oxidiertes Eisen ist – und Eisen steht bei vielen Lebewesen auf dem Speiseplan. Mikroorganismen und Pflanzen haben spezielle Strategien entwickelt, um das für sie so wichtige Spurenelement auch in eisenarmen Regionen zu ergattern. Bestimmte Enzyme – die Siderophore – können Eisen-Ionen aus der Umgebung aufnehmen, sie in einen Komplex einbinden und damit so verändern, dass sie in die Zellen aufgenommen werden können. Rost besteht hauptsächlich aus Eisen(III)Oxid (Fe 2O3), in dem das Eisen dreiwertig vorliegt.
Der Film erklärt, wie die Forscher der ASA Spezialenzyme GmbH in Braunschweig Enzyme gefunden haben, die sich als umweltschonendes Verfahren zur Rostentfernung nutzen lassen.Quelle: Fraunhofer IAIS/BMBF
Siderophore sind in der Lage, Fe3+-Ionen mit hoher Affinität zu komplexieren und an der Mikroorganismenzellmembran als Fe2+-Ionen wieder abzugeben. Die Effektivität einer solchen biologischen Eisenaufnahme zeigt sich auch daran, dass mehr als 99% der im Meer vorkommenden gelösten Eisenmenge in organisch gebundener Form vorliegt.
Die Forscher bei der ASA Spezialenzyme GmbH konnten nun zeigen, dass sich dieser Ansatz auch bei Rost - also oxidiertem Eisen - nutzen lässt. Die Siderophore umschließen den porösen Rost regelrecht und lösen ihn von der darunter liegenden harten Eisenoberfläche ab. Das nutzten die Wissenschaftler, um ein wässriges Tauchbad zu entwickeln, in dem die Enzyme weiterhin aktiv sind. Ohne giftige Säuren und ohne gesundheitliche Belastungen für die Mitarbeiter werden damit rostige Stahloberflächen bei normaler Zimmertemperatur wieder blank. Schon nach einer Stunde haben die Siderophore ihre Aufgabe erledigt. Sie können zusammen mit der wässrigen Lösung im normalen Abwasser entsorgt und von Kläranlagen problemlos gereinigt und wieder aufbereitet werden.
