Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Melasse kann mit chromatographischen Methoden entzuckert werden, wobei neben der Extraktion des Zuckers auch die gezielte Anreicherung anderer anspruchsvoller Melasseinhaltsstoffe m\u00f6glich ist. Hierbei handelt es sich um Pharma-Wirkstoffe und Biochemikalien, die ansonsten haupts\u00e4chlich auf klassisch-chemischem Wege (Erd\u00f6lchemie) gewonnen werden k\u00f6nnen. Allerdings liegen diese Wertstoffe in geringen Konzentrationen (< 1%) im Rohstoff vor, so da\u00df der Hauptaufwand zur Darstellung in der Aufarbeitung liegt. Deshalb mu\u00df die Aufarbeitungsstrategie konsequent optimiert werden, um das Potential eines umweltfreundlichen Darstellungsverfahrens aus nachwachsenden Rohstoffen voll auszusch\u00f6pfen. Die durch das Verfahren bedingten hohen Verd\u00fcnnungseffekte f\u00fchren dazu, da\u00df bei der nachfolgenden Konzentrierung der Produktfraktionen ein hoher Energieaufwand betrieben werden mu\u00df. Durch Fraktionierungsfehler kommt es zwangsl\u00e4ufig zu suboptimalen Produktreinheiten und Ausbeuten. Dadurch erh\u00f6hen sich bei den nachfolgenden Ionenaustauschprozessen die auftretenden Salzfrachten sowie Abwasservolumen und -belastung. Durch moderne Analysesysteme soll das Verfahren effizienter gesteuert werden, um diese Umweltbelastungen abzubauen\n\n\nDarstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenMit Hilfe innovativer Biosensor-Analysesysteme soll eine kontinuierliche Chromatographieproze\u00dfanalyse erfolgen, die direkt zur Bestimmung der Schnittgrenzen der Produktfraktion herangezogen werden kann. Dadurch wird eine Reduzierung der Chromatographiezyklen erm\u00f6glicht und eine h\u00f6here Ausbeute und Produktreinheit erreicht. Die detaillierte Proze\u00dfanalytik wird damit zu einer erheblichen Einsparung an Energie und Speisewasser, einer Reduktion von Abwasservolumen und einer Verminderung von CSB-, Stickstoff- und Salzfrachten f\u00fchren. Gleichzeitig erniedrigen sich die Menge an Aktivkohleabfall sowie nicht mehr in den Proze\u00df r\u00fcckf\u00fchrbarer Mutterlaugen. In enger Zusammenarbeit mit der AMINO GmbH wird am Institut f\u00fcr Technische Chemie ein Bioanalysesystem aufgebaut und mit einer Kontroll- und Auswertesoftware versehen. Das Analysesystem kann als Stand-alone-Version an den Proze\u00df angekoppelt werden und die Me\u00dfdaten direkt an das Proze\u00dfleitsystem weiterreichen. Das System wird vor Ort eingesetzt, getestet und anschlie\u00dfend optimiert. Modellhaft soll in dem Pilotprojekt an einem bestehenden Produktionsverfahren (Serindarstellung) das Potential einer Verfahrensoptimierung (beispielhaft durch intelligente Proze\u00dfanalytik) f\u00fcr eine Umweltschutzverbesserung gezeigt werden.\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nDurch die Arbeiten konnte ein leistungsf\u00e4higer Biosensor zur Analytik von Serin in Zuckerr\u00fcbenmelasse entwickelt werden. Verschiedene Enzymsysteme wurden auf ihre Serin-Spezifit\u00e4t untersucht und mit Proben aus dem Chromatographieproze\u00df getestet. Der Biosensor mit der D-Aminos\u00e4ure-Oxidase reagiert nicht selektiv genug auf das vorhandene D-Serin, sondern das Enzym setzt bevorzugt D-Tyrosin um, welches ebenfalls in den Proben enthalten ist. Durch den Einsatz des Enzymsystems D-Serin-Dehydratase\/Lactat-Dehydrogenase wird dieses Selektivit\u00e4tsproblem umgangen, da im zweiten Schritt der Reaktion nur Pyruvat umgesetzt wird. Das immobilisierte Enzym wurde in ein FIA-System integriert, das die Analyse einer Probe in 2,5 Minuten erm\u00f6glicht. Der Verlauf der Serin-Konzentration in der Trennkolonne wird sicher erfa\u00dft, ein f\u00fcr Steuerung und Optimierung wichtiger Parameter.\nIn Zusammenarbeit mit der AMINO GmbH wurde die Kombination des FIA-Systems mit dem Probenahmesystem durchgef\u00fchrt. Es erfolgte die Untersuchung, wie schnell, wie h\u00e4ufig und wie drastisch die Verschiebungen der Schnittgrenzen erfolgen. So konnten genauere Daten \u00fcber die Gr\u00f6\u00dfe der Umweltbelastung vor und nach dem Biosensoreinsatz erhalten (betriebliches Umweltkostenmanagement) werden. Durch den Einsatz des Biosensorsystems k\u00f6nnen erhebliche Verbesserungen in Bezug auf die Produktausbeute und somit auf den produktionsspezifischen Energieanteil erreicht werden. Weiterhin kann der Einsatz von Chemikalien und der Wasserverbrauch gesenkt werden.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nArtikel\n\u00b7\tP. Sosnitza, F. Irtel, R. Ulber, M. Busse, R. Faurie, L. Fischer, T. Scheper, Biosensors for supervision of industrial chromatographic down stream processing in biotechnology, Biosensors & Bioelectronics 13 (1998) 1251-1255\n\u00b7\tR. Ulber, T. Wei\u00df, D. Steuber, D. Kosemund, R. Faurie, P. Sosnitza, K. Plate, H. Buchholz, W. Demmer, L. Fischer, T. Scheper, Sinnvolle Verwandlung, BioTec 4 (1999) 44-46\n\u00b7\tR. Ulber, R. Faurie, P. Sosnitza, L. Fischer, E. St\u00e4rk, C. Harbeck, T. Scheper, Monitoring and control of industrial down stream processing of sugar beet molasses, J. of. Chromatogr., submittedPoster\n\u00b7\tP. Sosnitza, F. Irtel, R. Ulber, M. Busse, H.-J. Danneel, R. Faurie, L. Fischer, T. Scheper, Biosensoren f\u00fcr Down-Stream Processing in der Biotechnologie, DECHEMA 1998, Wiesbaden, GermanyVortrag\n\u00b7\tP. Sosnitza, F. Irtel, R. Ulber, M. Busse, R. Faurie, L. Fischer, T. Scheper, Biosensors for supervision of industrial chromatographic down stream processing in biotechnology, Biosensors 1998, Berlin, Germany\n\n\nFazit\n\nDurch den Einsatz eines innovativen Biosensorsystems konnte exemplarisch an der industriellen Melasseentzuckerung gezeigt werden, da\u00df durch diese Analysemethode eine deutliche Verbesserung der Umweltfaktoren erzielt werden kann. Die bisher produktunspezifischen Analyseverfahren konnten durch eine spezifische Analytik f\u00fcr die Aminos\u00e4ure Serin erweitert werden. Die AMINO GmbH ist somit in der Lage, die Schnittgrenzen der Serinfraktion w\u00e4hrend des chromatographischen Prozesses genau zu verfolgen. Durch die gezielten Schnittgrenzen kann eine h\u00f6here Produktreinheit und -ausbeute erreicht werden. Dadurch k\u00f6nnen Rechromatographieprozesse eingespart werden, was sich in einer deutlichen Reduktion des Chemikalien- und Abwasserverbrauchs widerspiegelt.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Melasse kann mit chromatographischen Methoden entzuckert werden, wobei neben der Extraktion des Zuckers auch die gezielte Anreicherung anderer anspruchsvoller Melasseinhaltsstoffe m\u00f6glich ist. Hierbei handelt es sich um Pharma-Wirkstoffe und Biochemikalien, die ansonsten haupts\u00e4chlich auf klassisch-chemischem Wege (Erd\u00f6lchemie) gewonnen werden k\u00f6nnen. Allerdings liegen diese Wertstoffe in geringen Konzentrationen (< 1%) im […]\n<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[47,64,51,52,53],"class_list":["post-18139","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-klimaschutz","tag-niedersachsen","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"11390\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-11390.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"97.503,36","dbu_projektdatenbank_firma":"Leibniz Universit\u00e4t HannoverZentrum Angewandte ChemieInstitut f\u00fcr Technische Chemie","dbu_projektdatenbank_strasse":"Callinstr. 5","dbu_projektdatenbank_plz_str":"30167","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Hannover","dbu_projektdatenbank_p_von":"1997-09-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2001-03-21 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 7 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"0511\/762-2509","dbu_projektdatenbank_inet":"www.tci.uni-hannover.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Niedersachsen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"9","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18139","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18139\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31142,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/18139\/revisions\/31142"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18139"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18139"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18139"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}