http://www.tu-braunschweig.de http://sfb578.tu-braunschweig.de
Geschäftsführung
Mitglieder
Ziele
Projektbereiche
Publikationen
Termine
Kontakt
Impressum
 
english version

C3 Integrierte Produktaufbereitung in einem Mehrphasenreaktor durch selektive Adsorption

(Bohnet/Buchholz/Jördening)

Im Teilprojekt C3 wird Isomaltose, durch Glycosyltransfer mittels Dextransucrase von Saccharose auf Glucose, als Wertprodukt gewonnen. Die Dextransucrase ist in Alginatperlen immobilisiert, deren hydrodynamischen Eigenschaften für ihren Einsatz im Mehrphasenreaktor optimiert wurden. Die sofortige selektive Entfernung des Produktes aus dem Reaktionsraum ist erforderlich, da sonst das Produkt als Akzeptor für Folgeprodukte dient. Zur selektiven Adsorption der Isomaltose aus dem Reaktionsgemisch eignet sich dealuminierter Beta-Zeolith. Für Reaktion und Trennung wurde ein Mehrphasenreaktor mit einer Wirbelschicht aus Biokatalysator (immobilisiertes Enzym) und überlagerter Produktabtrennung durch Adsorption an suspendiertem Zeolith entwickelt, gebaut und betrieben.

Zukünftiges Ziel ist die Weiterentwicklung und Verifizierung des bisherigen Reaktions- und Reaktormodells durch Erweiterung des Messdatensatzes, um das bisher etablierte System optimieren zu können. Hierfür soll der Einfluss des Verhältnisses Substrat/Akzeptor und damit der Reaktionskinetik systematisch untersucht werden. Mit einem weiteren Akzeptor (z. B. Fructose zur Leucrosebildung) wird das Konzept auch an einem anderen Stoffsystem überprüft.
Weiter wird rekombinante Dextransucrase aus den Projektbereichen A und B zum Einsatz kommen. Die veränderten Eigenschaften dieser Dextransucrase bezüglich Aktivität, Substratspezifität und Immobilisierung ergeben neue Aspekte für das Reaktionssystem. Die sich damit verändernden Anforderungen an die Aufreinigung (Adsorption des Produkts) werden durch Kooperation mit Teilprojekt C2 (Seidel-Morgenstern) berücksichtigt.

Eine neue Perspektive zur Optimierung der Produktgewinnung stellt die Co-Immobilisierung von Dextransucrase mit Dextranase dar. Dextranase baut Dextrane bis zur Isomaltose ab. Vorteilhaft ist hierbei, dass durch Verwendung der Dextranase die Bildung von Nebenprodukten und Dextran minimiert ist und deshalb die Akzeptorkonzentration in einem weiten Bereich eingestellt werden kann. Geplant ist die Co-Immobilisierung beider Enzyme in Alginat (wobei Dextranase auf Bentonit vorimmobilisiert werden soll) sowie auch in anderen Polymeren (z. B. Lenticats, PU-Schaum). Zunächst müssen die Immobilisierungsmethoden entwickelt und optimiert werden; dabei soll auch die Ausbildung einer schalenförmigen Verteilung der beiden Enzyme (Dextransucrase im Zentrum, Dextranase auf einer äußeren Schale) verwirklicht werden. Zur Erfassung relevanter Größen wird ein mathematisches Modell entwickelt, in dem neben kinetischen Parametern der Enzyme und Stofftransportgrößen auch die Konzentrationen beider Enzyme sowie deren Verteilung im Katalysator zu berücksichtigen sind.

Die Suspension an beladenem Zeolith soll wahlweise mit einem kontinuierlich arbeitenden Filter oder einer Zentrifuge aufgearbeitet werden. Die bisherigen diskontinuierlichen Filtrationsversuche haben noch kein befriedigendes Ergebnis geliefert. Zur Desorption und Aufarbeitung wurden Vorversuche durchgeführt.

<< zurück zum Überblick