View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich
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6. tert-Butylmethylether als Cosolvent<br />
Cosolvent bei der HPP-Bildung ausgehend von Benzaldehyd und Acetaldehyd verwendet<br />
werden kann, unbedingt positiv zu beantworten. Der vermutlich etwas geringer<br />
ausfallenden Steigerung der Benzoinlöslichkeit durch MTBE kann mit einem<br />
reaktionstechnischem Ansatz begegnet werden, wie das folgende Unterkapitel zeigt.<br />
6.4. Enzym-Membran-Reaktor<br />
Abbildung 6.3 auf Seite 74 zeigt, dass unter den gegebenen Reaktionsbedingungen<br />
bei der Bildung von HPP ausgehend von Benzaldehyd und Acetaldehyd die Grenzlöslichkeit<br />
von Benzoin intermediär überschritten wird. Dies hat eine zwischenzeitliche<br />
Bildung von festem Benzoin im Reaktionssystem zur Folge. Für das Reaktionsmedium<br />
Puffer/DMSO kann durch die Auswahl eines geeigneten Reaktorkonzenpts dieses<br />
Problem vermieden werden (vergleiche Abbildung 5.8 auf Seite 59). Im kontinuierlich<br />
betriebenen Rührkessel (CSTR) ist es möglich, einen konstanten Betriebspunkt mit<br />
niedriger Benzoinkonzentration einzustellen, da bei diesem Reaktortyp die Konzentrationen<br />
der beteiligten Reaktionspartner unabhängig von Ort und Zeit sind (vergleiche<br />
Abbildung 5.11 auf Seite 63).<br />
Abbildung 6.6 zeigt die Synthese von HPP im kontinuierlich betriebenen Rührkessel<br />
unter Verwendung von MTBE als Cosolvent. Abbildung 6.6 links zeigt den zeitabhängigen<br />
Verlauf des Umsatzes, der rechte Graph gibt den Konzentrationsverlauf der<br />
beteiligten Reaktanden über die gesamte Versuchsdauer wieder.<br />
Umsatz / -<br />
1,0<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
Umsatz<br />
Anpassung<br />
0,0<br />
0 20 40 60 80 100<br />
Zeit / h<br />
Konzentration / mM<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
HPP<br />
Benzaldehyd<br />
Benzoin<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100<br />
Zeit / h<br />
Abbildung 6.6.: BAL-katalysierte Synthese von HPP mit MTBE als Cosolvent im<br />
EMR: 19,5 mM Benzaldehyd, 60 mM Acetaldehyd, 35 mM TEA-<br />
Puffer, pH = 8, 0,35 mM Mg 2+ , 0,35 mM ThDP, V = 10 mL, 5 vol%<br />
MTBE, τ =1h,T=20 ◦ C.<br />
Der Reaktor wurde über einen Zeitraum von ca. 100 h mit einer konstanten Verweilzeit<br />
von 1 h betrieben. Dabei wurde ein Umsatz von anfänglich 93 % erreicht,<br />
der im Laufe der Versuchsdauer aufgrund der Enzymdesaktivierung auf 76% (nach<br />
76
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