Downstream_Processing_-_ABE-Fermentation_10.12.06 - apz
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Industrielle Biotechnologie
GRUPPENARBEIT
Gruppe: 3: Aufreinigung / Downstream processing
Fachhochschule Gelsenkirchen
- Standort Recklinghausen-
Wintersemester 2010/2011
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
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)
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Downstream processing: ABE-Fermentation
1. Zentrifugation
Entfernung der Mikroorganismen
2. Destillation
Trennung der Fraktionen anhand der Siedepunkte
3. Kristallisation
Trennung der Essigsäure & Butanol
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Downstream processing: ABE-Fermentation
Gasphase:
Ableitung vom Reaktor
Gemisch aus
CO
2
und H 2
Teilweise Rückführung als Schutzgas und zur
Durchmischung
Teilweise Ableitung in Umwelt
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Downstream processing: ABE-Fermentation
feste Phase:
Abtrennung durch Zentrifugation
Zurückführung eines Teils zur Verbesserung der
Wachstumsbedingungen im Reaktionsgefäß
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
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
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Downstream processing: ABE-Fermentation
Produkt
Wasserstoff
Siedepunkt
-252,87°C
Schmelzpunkt
Stickstoff
-195,79°C
Kohlendioxoid -56,57°C
Aceton
Ethanol
Essigsäure
Butanol
Buttersäure
Industrielle Biotechnologie
56.53°C
78°C
118°C
118°C
163 °C
17 °C
−89°C
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
Downstream processing: ABE-Fermentation
Wärmetauscher
Atmosphäre
Kohlendioxid
Wasserstoff
Ausgangssubstanzen
Wasser (g)
Überstand
Destillationskolonne
Wasser (l)
Ethanol (l)
Aceton (l)
Buttersäure (l)
Butanol (l) & Essigsäure (l)
Kristallisation
Zentrifuge
Butanol (l)
Essigsäure (s)
Fermenter
Biomasse
Abfall
Schlempe
Biogasherstellung
Methan
Abfall
Materialstrom
Industrielle Biotechnologie
Energiestrom
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Biotechnologie
Downstream processing: Reinheit der Produkte
Reinheiten:
Aceton: 99%
Essigsäure: 82%
Buttersäure: 97%
Butanol: 95%
Ethanol: 96%
Industrielle Biotechnologie
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Biotechnologie
Downstream processing: Verwendung der Produkte
Aceton
Polymethylmethacrylat = Plexiglas / Acrylglas
Lösungmittel
Reinigung von Dentinflächen und Wurzelkanälen
Industrielle Biotechnologie
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Biotechnologie
Downstream processing: Verwendung der Produkte
Ethanol
Lösungsmittel
Grundchemikalie in der Industrie
Bioethanol (Kraftstoff)
Trinkalkohol
Desinfektionsmittel
Industrielle Biotechnologie
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Biotechnologie
Downstream processing: Verwendung der Produkte
Buttersäure
Zellulosebutyrat (witterungsbeständiger und
schlagfester Kunststoff)
Medikamente und Schädlingbekämpfung
Buttersäureester Aromastoffe / Duftstoffe
(Mixbiere, Parfüm, Joghurt)
Industrielle Biotechnologie
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Biotechnologie
Downstream processing: Verwendung der Produkte
Essigsäure
Speiseessig
Kalklöser
Lebensmittelzusatzstoff zum Konservieren
Zwischenprodukt zur Herstellung von Kunstfasern,
Kunststoffen, Riechstoffen und Medikamenten
Industrielle Biotechnologie
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Dr.-Ing. Frank Eiden
Biotechnologie
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
Industrielle Biotechnologie
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