Abschlussbericht

Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch
optimierte Tetraetherlipid-Coatings
PTKA-WTE
Ausgehend von einer Masse lyophilisierter Archaeen von 500 g konnten in diesem Pilotversuch ca.
2,4 Gramm Caldarchaeol und 9 Gramm GDNT aufgereinigt werden. Die Arbeiten von der Hydrolyse
bis zur finalen Ausbeute an Tetraetherlipiden wurden in einem Zeitraum von ca. 30 Arbeitstagen
durchgeführt. Als Verbrauchsmaterialien kamen in diesem Versuch 7 Liter konzentrierte Salzsäure
und ca. 26 Liter Lösungsmittel sowie 1,5 kg Kieselgel für die säulenchromatographische Aufreinigung
der gewünschten Lipide zum Einsatz. Der Wechsel vom Labormaßstab zum gleichsam
technologischem Maßstab wurde erreicht.
Abb. 69: Up-Scaling Pilotversuch – Aufbau für die Arbeitsschritte Hydrolyse (links) und
Extraktion der archaealen Membranlipide im technologischen Maßstab (rechts)
6.6.2 Sensorfunktionsmuster
4HJE
Als erste Komponente von Mess- und Analysentechnik im Bereich des Gewässermonitorings, für die
eine Applikation des Antifoulingkonzeptes auf der Basis von spezifisch funktionalisierten
Tetraetherlipiden in Frage kommt, wurde die Debubblereinheit von Durchflussmessstrecken
ausgewählt. Hierbei handelt es sich um ein Glasgefäß, das sowohl der Beseitigung von Luftblasen in
der Durchflussmessstrecke als auch der Integration optischer Sensoren dient. Eine Verhinderung des
Bewuchses in diesem Gefäß ist erforderlich, um durch ungehinderten Einblick die Funktionsfähigkeit
des Systems beurteilen zu können und die Messfähigkeit der optischen Sensoren sicherzustellen. Die
bisher angewandte Reinigungsprozedur des Spülens mit verdünnter Säure hat den Nachteil, dass sie
nur zyklisch erfolgt und sich damit immer wieder Bewuchs und Verschmutzungen im Glasgefäß
festsetzen, die dann beim Spülen auch nicht vollständig entfernt werden, so dass sich im Laufe der
Zeit eine immer dicker werdende Schicht aus Mikroorganismen und organischer Verschmutzung
absetzt. Weiterhin wird durch Lichteinfall das biologische Wachstum begünstigt. Entsprechende
Glaszylinder wurden beschafft und den Partner für die Entwicklung einer Beschichtungstechnologie
und die Lipidierung mit einer ausgewählten TL-Modifikation zur Verfügung gestellt.
Die 4H-Durchflussmessstrecke ist ein autonomes, wartungsarmes Messsystem, das speziell für den
dauerhaften Einsatz auf Schiffen, Messplattformen und an Flussmessstellen geeignet ist. Das
Messsystem besteht aus einer Wasserstrecke, die über eine externe Pumpe mit Messmedium
versorgt wird. In einem internen Kreislauf, der gleichzeitig für eine Entfernung störender Luftblasen
sorgt, werden die verschiedensten Sensoren eingebunden. Damit lassen sich wesentliche
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