Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik (TVT)

Reaktivsorption in der Biotechnologie

Reaktivsorption ist eine synergetische Kombination der Adsorption und Reaktivextraktion. Hierbei wird ein flüssiger Ionentauscher auf makroporöse Harze mittels eines geeigneten Imprägnierungsverfahrens aufgebracht [1]. Es entsteht eine große Feststoffoberfläche, welche mit einer Schicht an Ionentauscher überzogen ist. Der aufgebrachte Ionentauscher extrahiert selektiv den organischen Wertstoff aus der wäßrigen Phase. Die Reaktivsorption stellt ein Verfahren dar, welches höhere Verteilungskoeffizienten als die Reaktivextraktion erreicht. Dieser Effekt beruht auf der hohen Konzentration des Ionentauschers an der Grenzfläche zur wäßrigen Phase. Bei der Reaktivextraktion wird der Ionentauscher in einem organischen Lösemittel verdünnt. Hierdurch wird eine bessere Dispergierung und Handhabung der organischen Phase bewirkt. Die Konzentration an der Grenzfläche ist jedoch gering im Vergleich zu einer reinen Ionentauscherschicht an der Phasengrenze. Vorteile des Verfahrens sind die hohe Selektivität, die großen Verteilungskoeffizienten und auch die Möglichkeit aus einer Vielzahl von billigen, flüssigen Ionentauschern den für das Trennproblem idealen Ionentauscher auf das Harz aufzubringen. Einsatzbereich des Verfahrens kann z.B. die Aufarbeitung von Fermentationsprodukten in der Biotechnologie, aber auch die Schwermetallentfernung aus Abwässern sein. Zur Auslegung eines solchen Verfahrens ist die Kenntnis der Kinetik notwendig. Ziel ist es, ein Modell für die Kinetik der Reaktivsorption zu entwickeln. Hierzu wurden Versuche sowohl am Einzelkorn als auch im Festbett durchgeführt.

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll die Kinetik der Reaktivsorption von organischen Verbindungen an unterschiedlichen makroporösen Harzen untersucht und beschrieben werden.

Literatur:

[1] Juang, R.-S., Chou, T.-C.: Sorption of Citric Acid from Aqueous Solutions by Macroporous Resins Containing a Tertiary Amine Equilibria, Separation Science and Technology, 31(10) 1409-1425 (1996)

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