Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung und Herstellung mechanisch stabiler Enzympräparate zur biokatalytischen Synthese von Spezialchemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen Teilvorhaben 2: Immobilisatentwicklung und Verfahrensoptimierung

Anschrift
Technische Universität Berlin - Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften - Institut für Chemie - Technische Chemie - Fachgebiet Enzymtechnologie
Straße des 17. Juni 124
10623 Berlin
Kontakt
Prof. Dr. Marion Ansorge-Schumacher
Tel: +49 30 314 22127
E-Mail: m.ansorge@chem.tu-berlin.de
FKZ
22010907
Anfang
01.10.2007
Ende
31.12.2010
Ergebnisdarstellung
Zur enzymatischen Synthese von viskosen Neuprodukten mit tensidischen Eigenschaften wurde ein neues Verfahren entwickelt, welches die Herstellung mechanisch und leaching stabiler Enzympräparate ermöglicht. Es konnte gezeigt werden, dass unterschiedliche Trägermaterialien und die darauf immobilisierten Enzyme durch eine Kompositbildung mit Silikon stabilisiert werden können, während die Enzymaktivität erhalten bleibt. Die so erhaltenen mechanisch stabilen Enzympräparate konnten erfolgreich auf ihre Prozessstabilität getestet werden. Beim Einsatz im 100L Rührkessel war keine Zerstörung des Trägermaterials durch Abrieb oder Bruch zu beobachten, während das unbeschichtete Trägermaterial stark zerstört wurde. Am Beispiel lipase-katalysierter Veresterungen zu tensidischen Produkten wie z.B. Polyetherestern, konnte die Halbwertszeit von Novozym 435 von 3 Tagen auf >15 Tage erhöht werden ohne dass ein nennenswertes leaching des Enyzms von der Trägeroberfläche beobachtet werden konnte. Scale-up Versuche des Beschichtungs-Verfahrens im Wirbelschichtreaktor und in einem Doppelkonustrockner ermöglichen die Herstellung der mechanisch und leaching stabilen Trägermaterialien bis zu einem Technikums-Maßstab von 5-20kg Produkt.
Aufgabenbeschreibung
Ziel des Projektes ist die Entwicklung neuartiger Enzympräparate, die eine nachhaltige biokatalysierte Synthese von Spezialchemikalien auf Basis nachwachsender Rohstoffe ermöglichen. Diese Präparate zeichnen sich durch eine erhöhte Stabilität gegenüber mechanischen Kräften im Produktionsprozess aus, so dass eine ökonomisch notwendige und ökologisch sinnvolle hohe Wiederverwendbarkeit erreicht werden kann. Nur so ist es möglich, Spezialchemikalien, z.B. Emulgatoren für kosmetische oder technische Anwendungen, kostengünstig in bestehenden Produktionsanlagen herstellen zu können. Zunächst werden bekannte Enzyme auf verschiedenen Trägern immobilisiert und durch anschließende Verkapselung gegenüber mechanischem Stress und unerwünschtem Ablösen stabilisiert. Diese Konstrukte werden in der Synthese getestet und bei hinreichender Aktivität im Hinblick auf Prozessstabilität charakterisiert. Durch iteratives Wechselspiel dieser Schritte werden die Eigenschaften der Biokatalysatoren hinsichtlich der großtechnischen Anwendung sukzessive verbessert. Wisschenschaftliche Publikation und Übertragung in die Synthese von Emulgatoren, Tensiden, etc. für kosmetische Applikationen bei Degussa.

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