Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung und Einsatz von Katalysatoren zur Oxidation von niedermolekularen Kohlenhydraten, Teilvorhaben 2: Scale-up

Anschrift
Südzucker AG - Zentralabt. Forschung, Entwicklung und Services (ZAFES)
Wormser Str. 11
67283 Obrigheim (Pfalz)
Kontakt
Dr. Alireza Haji-Begli
Tel: +49 6359 803-382
E-Mail schreiben
FKZ
22008004
Anfang
01.10.2004
Ende
30.09.2007
Ergebnisdarstellung
Im Projekt erfolgte die weitere Evaluierung der Leistungsfähigkeit von Goldkatalysatoren zur Oxidation von bestimmten niedermolekularen Kohlenhydraten. Diese können mit hoher Selektivität Kohlenhydrate am C1- Kohlenstoff zu den entsprechenden Monocarbonsäuren oxidieren. Diese Ergebnisse stellten einen fundamentalen Durchbruch in der oxidativen Konversion von Kohlenhydraten dar. Die entwickelten Goldträgerkatalysatoren sind in der Lage mit sehr hoher Aktivität, bisher nicht gekannter Langzeitstabilität und praktisch 100 %iger Selektivität, die Aldosen zu den entsprechenden Aldonsäuren (z.B. Glucose zu Gluconsäure) zu oxidieren. Es erfolgte eine umfassende kinetische Charakterisierung von Katalysator und Reaktion sowie eine umfassende reaktionstechnische Charakterisierung des Reaktionssystems und die Ableitung technisch vorteilhafter Reaktionsbedingungen. Die erzielten hervorragenden Ergebnisse bezüglich der Entwicklung von Goldkatalysatoren und deren Einsatz zur selektiven Oxidation von Aldosen haben die Südzucker AG dazu bewogen, das Verfahren und den Katalysator in eine größere Pilotanlage zu übertragen, um eine technische und wirtschaftliche Umsetzung zu verifizieren. Die erzielten Ergebnisse der Oxidation an der C6-Position bieten aussichtsreiche Ansatzpunkte, deren weitere Verfolgung in einem Nachfolgeprojekt lohnenswert erscheint.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des Projektes sollen einige ausgewählte Goldkatalysatoren unter technisch relevanten Bedingungen zur Oxidation von Kohlenhydraten eingesetzt und hinsichtlich ihrer wirtschaftlichen Verwertbarkeit geprüft werden. In einer diskontinuierlich betriebenen Pilotoxidationsanlage sollen die Katalysatoren in Abhängigkeit des verwendeten Kohlenhydrates bzw. der Reaktionsbedingungen hinsichtlich ihrer Aktivität, Selektivität und Langzeitstabilität untersucht werden. Eine systematische Analyse der Oxidationsprodukte mittels HPLC, GC und GC-MS sowie Bestimmung des Edelmetallgehalts der Lösungen und der gebrauchten Katalysatoren mittels AAS spielt in der Arbeitsplanung eine zentrale Rolle. Des Weiteren soll das Verfahren im Hinblick auf das Down-stream-processing und bezüglich der Produktisolierung optimiert werden. Im Erfolgsfall besteht die berechtigte Chance, durch ein chemisch-katalytisches Verfahren oxidierte Kohlenhydrate selektiv unter wirtschaftlich akzeptablen Bedingungen herzustellen und somit das Anwendungspotential der funktionalisierten Kohlenhydrate allgemein zu erweitern.

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