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\u00c3\u00b6glichen sie ma\u00c3\u0178geschneiderte Produktionsprozesse, die Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung in den Vordergrund stellen.<\/p>\n
Im Rahmen des Forschungsvorhabens soll die Integration enzymatischer Reaktionsprozesse in die Vorw\u00c3\u00a4rtsosmose am Beispiel pr\u00c3\u00a4biotischer Galactooligosaccharide aus Molke untersucht werden. Molke f\u00c3\u00a4llt bei der Herstellung von K\u00c3\u00a4se und Joghurt in gro\u00c3\u0178en Mengen als Nebenprodukt an und verursacht aufgrund des hohen Sauerstoffbedarfs enorme Probleme bei der Entsorgung. Weltweit werden nur bis zu 70 % der anfallenden Molkestr\u00c3\u00b6me umwelteffizient weiterverwertet.<\/p>\n
Aus diesem Grund wird Molke im Rahmen des Forschungsproduktes als Substrat verwendet. Es soll mithilfe einer Vorw\u00c3\u00a4rtsosmosemembran m\u00c3\u00b6glichst effizient und nachhaltig bis zur \u00c3\u0153bers\u00c3\u00a4ttigung aufkonzentriert werden. Weiterhin ist die enzymatische Umsetzung zu pr\u00c3\u00a4biotischen Galactooligosacchariden zu untersuchen, welche das menschliche Immunsystem positiv beeinflussen und beispielsweise in Form von Babynahrung verwendet werden.<\/p>\n
Die Vorw\u00c3\u00a4rtsosmose ist eine besonders schonende Technologie, da weder hohe Temperaturen noch gro\u00c3\u0178er Druck aufgebracht werden m\u00c3\u00bcssen, sondern ein Gradient im osmotischen Druck zur Entw\u00c3\u00a4sserung f\u00c3\u00bchrt. Um diese treibende Kraft zu erzeugen, werden meist bin\u00c3\u00a4re oder tern\u00c3\u00a4re Salzl\u00c3\u00b6sungen als sogenannte Draw Soloution verwendet. Die verwendeten Membranmodule sind aufgrund der Diffusion in beide Richtungen weniger anf\u00c3\u00a4llig f\u00c3\u00bcr 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\u00c3\u00a4rtsosmose k\u00c3\u00b6nnten die Substratkonzentration und die Konversion in einem Schritt erfolgen, sodass Verfahrensaufwand und -kosten sowie die Umweltbelastung durch gro\u00c3\u0178technische Verfahren reduziert werden k\u00c3\u00b6nnten. Die Kombination dieser Schritte k\u00c3\u00b6nnte auf verschiedenste industriell relevante Prozesse angewandt werden und auch Produktausbeute und -reinheit steigern.<\/p>\n
Weiterhin ist die R\u00c3\u00bcckgewinnung der in der Vorw\u00c3\u00a4rtsosmose verwendeten Draw Solution ein zentraler Punkt zur Etablierung eines ressourcenschonenden Kreislaufsystems. Da die Regeneration zeitunabh\u00c3\u00a4ngig stattfinden kann, ist eine Entkopplung vom Osmoseprozess m\u00c3\u00b6glich. Daher bietet die Nutzung von regenerativem \u00c3\u0153berschussstrom zur Vermeidung von Netzschwankungen gro\u00c3\u0178es Potenzial und die Draw Solution kann als innovatives Demand Side Management fungieren. Aus diesem Grund soll auch die Nutzung zur Laststeuerung sowie die m\u00c3\u00b6glichst nachhaltige Regenerierung der Draw Solution im Rahmen des Forschungsvorhabens untersucht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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