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Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 1 Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen- Wintersemester 2010/2011 Industrielle.

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1 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 1 Fachhochschule Gelsenkirchen - Standort Recklinghausen- Wintersemester 2010/2011 Industrielle Biotechnologie GRUPPENARBEIT Gruppe: 3: Aufreinigung / Downstream processing

2 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 2 Downstream processing: allgemein Aufarbeitungsschritte: Abtrennung der Mikroorganismen bei sezernierten Produkten ODER: Zellaufschluss bei intrazellulären Produkten Isolierung des Produkts aus der Brühe (Capturing) Anreicherung (Polishing) Formulierung (Bereitstellung in der gewünschten Form/Reinheit)

3 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 3 Downstream processing: ABE- Fermentation 1. Zentrifugation Entfernung der Mikroorganismen 2. Destillation Trennung der Fraktionen anhand der Siedepunkte 3. Kristallisation Trennung der Essigsäure & Butanol

4 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 4 Downstream processing: ABE- Fermentation Gasphase: Ableitung vom Reaktor Gemisch aus und Teilweise Rückführung als Schutzgas und zur Durchmischung Teilweise Ableitung in Umwelt

5 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 5 Downstream processing: ABE- Fermentation feste Phase: Abtrennung durch Zentrifugation Zurückführung eines Teils zur Verbesserung der Wachstumsbedingungen im Reaktionsgefäß

6 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 6 Downstream processing: ABE- Fermentation flüssige Phase: Überstand der Zentrifugation Destillation Produkte / Schlempe (in Form einer Rektifikationskollone) Schlempe: Herstellung von Biogas (Methan) Energie für den Prozess

7 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 7 Downstream processing: ABE- Fermentation ProduktSiedepunktSchmelzpunkt Wasserstoff-252,87°C Stickstoff-195,79°C Kohlendioxoid-56,57°C Aceton56.53°C Ethanol78°C Essigsäure118°C17 °C Butanol118°C89°C Buttersäure163 °C

8 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 8 Downstream processing: ABE- Fermentation Biomasse Abfall Zentrifuge Fermenter Atmosphäre Ausgangs- substanzen Schlempe Aceton (l) Biogas- herstellung Methan Kristallisation Butanol (l) & Essigsäure (l) Wasser (g) Wärme- tauscher Wasser (l) Butanol (l) Essigsäure (s) Destillations- kolonne Kohlendioxid Wasserstoff MaterialstromEnergiestrom Überstand Abfall Buttersäure (l) Ethanol (l)

9 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 9 Downstream processing: Reinheit der Produkte Reinheiten: Aceton: 99% Essigsäure: 82% Buttersäure: 97% Butanol: 95% Ethanol: 96%

10 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 10 Downstream processing: Verwendung der Produkte Aceton Polymethylmethacrylat = Plexiglas / Acrylglas Lösungmittel Reinigung von Dentinflächen und Wurzelkanälen

11 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 11 Downstream processing: Verwendung der Produkte Ethanol Lösungsmittel Grundchemikalie in der Industrie Bioethanol (Kraftstoff) Trinkalkohol Desinfektionsmittel

12 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 12 Downstream processing: Verwendung der Produkte Buttersäure Zellulosebutyrat (witterungsbeständiger und schlagfester Kunststoff) Medikamente und Schädlingbekämpfung Buttersäureester Aromastoffe / Duftstoffe (Mixbiere, Parfüm, Joghurt)

13 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 13 Downstream processing: Verwendung der Produkte Essigsäure Speiseessig Kalklöser Lebensmittelzusatzstoff zum Konservieren Zwischenprodukt zur Herstellung von Kunstfasern, Kunststoffen, Riechstoffen und Medikamenten

14 Dr.-Ing. Frank Eiden Biotechnologie Industrielle Biotechnologie: 14 Downstream processing: Verwendung der Produkte Butanol Ausgangstoff für die Produktion von Synthesekautschuk Herstellung von Lacken Extraktionsmittel bei der Gewinnung von Arzneistoffen Flotationchemikale beim Papierrecycling Biokraftstoff der 3. Generation


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