Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur Her-stellung von Reinsubstanzen und Biofeinchemikalien aus Planzeninhaltsstoffen

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Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur Her-stellung von Reinsubstanzen und Biofeinchemikalien aus Planzeninhaltsstoffen
Projektleitung Christian Stollberg , Prof. Dr.-Ing.
Kürzel
Projektbeginn 01. Februar 2008
Projektabschluss 01. Mai 2011
Projektpartner Frauenhofer Einrichtung PYCO- Polymermaterialien und Composite, Teltow (PYCO); Dr. Otto GmbH, Wittenberge
Projektbeteiligte
Projektmittel
Mittelgeber FNR (im Auftrag des BMELV); HSW Verwaltung, 12500410
Fakultät(en) Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Forschungsschwerpunkte(e)
Hyperlink

Inhalt

Vor- und Nachbereitungs- bzw. Fraktionierungsprozesse sind derzeit das „Nadelöhr“ für den Transfer der oftmals im Labormaßstab bereits erfolgreich durchgeführten Biokonversionsverfahren und deren ökonomischen Anwendung. Sie prägen die für den gesamten Stoffwandlungsprozess anzusetzenden Kosten maßgeblich. Bei bisherigen Betrachtungen zur Biokonversion wurde dies vielfach nicht ausreichend berücksichtigt. Anhand von Basisisolaten erfolgte die Ableitung der im Rahmen des Projektes zu entwickelnden Technologie zur Gewinnung und Veredlung von hochwertigen Pflanzeninhaltsstoffen bis hin zu Reinstsubstanzen und Biofeinchemikalien als vornehmliches Projektziel. Auf der Grundlage wurde eine Prozesskette dargestellt, welche eine Aufreinigung bis zur vollständigen Isolierung der ausgewählten Substanzen erlaubt. Anhand der Ermittlung von thermischen und physiko-chemischen Eigenschaften ist die systematische Kopplung der bislang breit angewendeten Einzelverfahren Kristallisation und präparative Chromatographie erreicht geworden. Bei kaskadenartiger Verschaltung dieser präparativen Isolationsschritte im jeweiligen Betriebsoptimum eröffnet sich die Möglichkeit einer deutlichen Kostensenkung für das Gesamtverfahren bei gleichzeitiger Gewährleistung der notwendigen Produktqualität und -menge. Die Ableitung der zur Technologieentwicklung maßgeblichen Stoffeigenschaften erfolgte durch Dynamische Differenzkalorimetrie (Kristallisation) und Hochleistungsflüssigchromatographie (Basis für präparative Flüssigchromatographie). Neben gaschromatographischer Analyse mit massenspektrometrischer Detektion dienten diese Analytikverfahren auch der entwicklungsbegleitenden Qualitätssicherung der Zwischen- und Endprodukte. Im Ergebnis der Arbeiten wurden Ansätze zur signifikanten Effizienzsteigerung des Gesamtprozesses aufgezeigt. In Bezug auf die Methodenkopplung bieten die neu entwickelte separierende Trägerdampf-Destillation und die Flüssig-Flüssig-Extraktion vielversprechende Ansätze, um das im Projekt entwickelte Verfahren sinnvoll zu ergänzen.