Transcript Downstream_Processing_-_ABE-Fermentation_10.12.06 - apz

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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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)
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Downstream processing: ABE-Fermentation
1. Zentrifugation
Entfernung der Mikroorganismen
2. Destillation
Trennung der Fraktionen anhand der Siedepunkte
3. Kristallisation
Trennung der Essigsäure & Butanol
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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
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Downstream processing: ABE-Fermentation
feste Phase:
 Abtrennung durch Zentrifugation
 Zurückführung eines Teils zur Verbesserung der
Wachstumsbedingungen im Reaktionsgefäß
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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
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Downstream processing: ABE-Fermentation
Produkt
Wasserstoff
Siedepunkt
-252,87°C
Schmelzpunkt
Stickstoff
-195,79°C
Kohlendioxoid -56,57°C
Aceton
Ethanol
Essigsäure
Butanol
Buttersäure
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56.53°C
78°C
118°C
118°C
163 °C
17 °C
−89°C
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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
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Energiestrom
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Downstream processing: Reinheit der Produkte
Reinheiten:
 Aceton: 99%
 Essigsäure: 82%
 Buttersäure: 97%
 Butanol: 95%
 Ethanol: 96%
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Downstream processing: Verwendung der Produkte
Aceton
 Polymethylmethacrylat = Plexiglas / Acrylglas
 Lösungmittel
 Reinigung von Dentinflächen und Wurzelkanälen
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Downstream processing: Verwendung der Produkte
Ethanol
 Lösungsmittel
 Grundchemikalie in der Industrie
 Bioethanol (Kraftstoff)
 Trinkalkohol
 Desinfektionsmittel
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Downstream processing: Verwendung der Produkte
Buttersäure
 Zellulosebutyrat (witterungsbeständiger und
schlagfester Kunststoff)
 Medikamente und Schädlingbekämpfung
 Buttersäureester  Aromastoffe / Duftstoffe
(Mixbiere, Parfüm, Joghurt)
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Downstream processing: Verwendung der Produkte
Essigsäure
 Speiseessig
 Kalklöser
 Lebensmittelzusatzstoff zum Konservieren
 Zwischenprodukt zur Herstellung von Kunstfasern,
Kunststoffen, Riechstoffen und Medikamenten
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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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