In der Verfahrenstechnik, insbesondere in der Pharma- und Lebensmittelindustrie, werden Membranprozesse zunehmend eingesetzt, da sie energieeffizient und selektiv arbeiten und somit eine schonende und wirtschaftliche Alternative zu klassischen Trennverfahren bieten. In Kombination mit der biotechnologischen Herstellung durch Enzyme erm\u00f6glichen sie ma\u00dfgeschneiderte Produktionsprozesse, die Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung in den Vordergrund stellen.<\/p>\n
Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Integration enzymatischer Reaktionsprozesse in die Vorw\u00e4rtsosmose am Beispiel pr\u00e4biotischer Galactooligosaccharide aus Molke untersucht werden. Molke f\u00e4llt bei der Herstellung von K\u00e4se und Joghurt in gro\u00dfen Mengen als Nebenprodukt an und verursacht aufgrund des hohen Sauerstoffbedarfs enorme Probleme bei der Entsorgung. Weltweit werden nur bis zu 70 % der anfallenden Molkestr\u00f6me umwelteffizient weiterverwertet.<\/p>\n
Aus diesem Grund wird Molke im Rahmen des Forschungsproduktes als Substrat verwendet. Es soll mithilfe einer Vorw\u00e4rtsosmosemembran m\u00f6glichst effizient und nachhaltig bis zur \u00dcbers\u00e4ttigung aufkonzentriert werden. Weiterhin ist die enzymatische Umsetzung zu pr\u00e4biotischen Galactooligosacchariden zu untersuchen, welche das menschliche Immunsystem positiv beeinflussen und beispielsweise in Form von Babynahrung verwendet werden.<\/p>\n
Die Vorw\u00e4rtsosmose ist eine besonders schonende Technologie, da weder hohe Temperaturen noch gro\u00dfer Druck aufgebracht werden m\u00fcssen, sondern ein Gradient im osmotischen Druck zur Entw\u00e4sserung f\u00fchrt. Um diese treibende Kraft zu erzeugen, werden meist bin\u00e4re oder tern\u00e4re Salzl\u00f6sungen als sogenannte Draw Soloution verwendet. Die verwendeten Membranmodule sind aufgrund der Diffusion in beide Richtungen weniger anf\u00e4llig f\u00fcr Fouling und das Verfahren ist wesentlich energie- und ressourcenschonender als vergleichbare druckgetriebene oder Evaporationsverfahren.<\/p>\n
Durch die Integration der enzymatischen Umsetzung in die Vorw\u00e4rtsosmose k\u00f6nnten die Substratkonzentration und die Konversion in einem Schritt erfolgen, sodass Verfahrensaufwand und -kosten sowie die Umweltbelastung durch gro\u00dftechnische Verfahren reduziert werden k\u00f6nnten. Die Kombination dieser Schritte k\u00f6nnte auf verschiedenste industriell relevante Prozesse angewandt werden und auch Produktausbeute und -reinheit steigern.<\/p>\n
Weiterhin ist die R\u00fcckgewinnung der in der Vorw\u00e4rtsosmose verwendeten Draw Solution ein zentraler Punkt zur Etablierung eines ressourcenschonenden Kreislaufsystems. Da die Regeneration zeitunabh\u00e4ngig stattfinden kann, ist eine Entkopplung vom Osmoseprozess m\u00f6glich. Daher bietet die Nutzung von regenerativem \u00dcberschussstrom zur Vermeidung von Netzschwankungen gro\u00dfes Potenzial und die Draw Solution kann als innovatives Demand Side Management fungieren. Aus diesem Grund soll auch die Nutzung zur Laststeuerung sowie die m\u00f6glichst nachhaltige Regenerierung der Draw Solution im Rahmen des Forschungsvorhabens untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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