Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Neue Verfahren zur preisgünstigen Herstellung mikrobieller Rhamnolipide auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Teilvorhaben 3: Magnetische Immobilisate und integrierter Separationsreaktor

Anschrift
Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG)
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Kontakt
PD. Dr.-Ing. Matthias Franzreb
Tel: +49 721 608 2-3595
E-Mail: matthias.franzreb@itc-wgt.fzk.de
FKZ
22006905
Anfang
01.08.2005
Ende
31.07.2008
Ergebnisdarstellung
Im Teilvorhaben 3 wurde ein integriertes Reaktorkonzept für die Rhamnolipidproduktion und Separation mittels magnetischer Ganzzellimmobilisate von Pseudomonas aeruginosa aufgebaut und über lange Betriebszeiten betrieben. Dazu konnten die einzelnen Prozessschritte wie die Produktion der Biomasse und der Einschluss der Biomasse in magnetische Hydrogele für das konzipierte Reaktorkonzept optimiert werden. Ein wesentlicher Erfolg liegt dabei in der verfahrenstechnischen Abstimmung der Rhamnolipidproduktion mittels magnetischer Ganzzellimmobilisate, den schäumenden Eigenschaften der Rhamnolipide, der in situ Schaumabtrennung und der Abtrennung bzw. Rückführung von ausgetragenen Immobilisaten mittels eines Hochgradienten-Magnetseparators. Insgesamt waren die Raum-Zeit-Ausbeuten noch nicht sehr wirtschaftlich, doch durch einen besseren Produktionsstamm und einem besseren Verständnis der biologischen Rhamnolipidproduktion werden höhere Produktivitäten erwartet. Als Nebenergebnis wurde am Institut eine sehr gute Analytik basierend auf LC-MS und MALDI-TOF etabliert, die auch für weitere Projekte eingesetzt werden kann. Durch das Projekt wurde die positive Erfahrung gemacht, dass die Hochgradienten- Magnetseparation nicht nur für die Wassertechnologie und Bioproduktaufarbeitung eingesetzt werden kann, sondern dass auch Ganzzellimmobilisate aus Schäumen separiert werden können.
Aufgabenbeschreibung
Ziel ist es ein integriertes Reaktorkonzept zur kontinuierlichen Produktion und Trennung von Rhamnolipiden zu entwickeln. Der Lösungsansatz besteht in der Realisierung eines Rührkesselsystems in dem Pflanzenöl mittels magnetisch immobilisierten Pseudomonaden zu stark schäumenden Rhamnolipid umgesetzt wird. Aufgrund der sehr hohen Rhamnolipidkonzentration und -reinheit im Schaum soll die Produktisolierung durch eine integrierte Schaumfraktionierung erfolgen, wobei ausgetragene magnetische Zellimmobilisate mittels Magnetseparation zurückgeführt werden sollen. Zunächst sollen nach umfangreicher Literaturrechersche verschiedende Immobilsationsmethoden zusammen gestellt, diskutiert und für das gegebene Vorhaben weiterentwickelt und charakterisiert werden. Der beantragte Biostat B soll neben dem Einsatz zur Vermehrung der Pseudomonaden so erweitert werden, so dass in ihm die integrierte Herstellung und Isolierung der Rhamnolipde erfolgen kann. Es sind neben Publikationen, Präsentationen auf Fachkongressen geplant. Ebenso wird angestrebt Erfindungen in Form von Patentanmeldung in Kooperation mit den Projektpartnern anzumelden.

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